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본 출원은 미국 특허출원 제15/398,372호(2017년 1월 4일 출원)의 우선권의 이익을 주장하는 분할이며, 결국 현재 미국특허 제9,557,773호인 미국 특허출원 제15/072,027호(2016년 3월 16일 출원)의 이익을 주장하며, 결국 미국특허 제9,321,678호(2016년 4월 26일 발행)의 우선권의 이익을 주장하며, 결국 미국 특허출원 제61/932,924호(2014년 1월 29일 출원), 제61/974,732호(2014년 4월 3일 출원) 및 제72/090,604호(2014년 12월 11일 출원)의 각각의 우선권의 이익을 주장하고, 이들 각각의 전문이 본원에 참조로 포함된다.This application claims the benefit of priority of U.S. patent application Ser. No. 15/398,372, filed Jan. 4, 2017, which in turn claims the benefit of U.S. patent application Ser. No. 15/072,027, filed Mar. 16, 2016, which is now U.S. Pat. No. 9,557,773, which in turn claims the benefit of U.S. patent application Ser. No. 9,321,678, issued Apr. 26, 2016, which in turn claims the benefit of priority of U.S. patent application Ser. Nos. 61/932,924, filed Jan. 29, 2014, 61/974,732, filed Apr. 3, 2014, and 72/090,604, filed Dec. 11, 2014, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.
기술 분야Technical field
본 개시내용은 일반적으로 유리 스택 조립체, 부재 및 층, 및 이들의 다양한 제조 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 개시내용은 이 부품들의 굽힘가능하며 천공 저항성인 형태 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to glass stack assemblies, members and layers, and various methods of making the same. More particularly, the present disclosure relates to bendable and puncture resistant forms of these components and methods of making the same.
전통적으로 본질상 강직성인 제품 및 부품의 가요성 형태들이 새로운 응용을 위해 개념화되고 있다. 예를 들어, 가요성 전자 장치는 새로운 응용, 예를 들어 곡면 디스플레이 및 착용가능한 장치에 대한 가능성을 제공하는 박화, 경량 및 가요성의 특성들을 제공할 수 있다. 이러한 가요성 전자 장치 중 다수가 이들 장치의 전자 부품을 보유하고 탑재하기 위한 가요성 기판을 필요로 한다. 금속 호일은 열 안정성 및 내화학성을 비롯해 몇몇 이점을 갖지만, 고비용 및 광학적 투명도 결여라는 단점을 갖는다. 중합체 호일은 피로 파손 저항성을 비롯해 몇몇 이점을 갖지만, 최저의 광학적 투명도, 열 안정성 결여 및 제한된 기밀성이라는 단점을 갖는다.Flexible forms of traditionally rigid products and components are being conceptualized for new applications. For example, flexible electronic devices can offer thin, lightweight, and flexible properties that open up possibilities for new applications, such as curved displays and wearable devices. Many of these flexible electronic devices require flexible substrates to hold and mount the electronic components of these devices. Metal foils have several advantages, including thermal stability and chemical resistance, but have the disadvantages of high cost and lack of optical clarity. Polymer foils have several advantages, including fatigue failure resistance, but have the disadvantages of poor optical clarity, lack of thermal stability, and limited hermeticity.
이러한 전자 장치들 중 일부는 또한 가요성 디스플레이를 이용할 수 있다. 광학적 투명도 및 열 안정성은 가요성 디스플레이 응용에 있어서 종종 중요한 특성이다. 또한, 가요성 디스플레이는, 특히 터치 스크린 기능을 갖고/거나 절첩될 수 있는 가요성 디스플레이의 경우, 작은 굽힘 반경에서의 파손 저항성을 비롯하여 높은 피로 저항성 및 천공 저항성을 가져야 한다.Some of these electronic devices may also utilize flexible displays. Optical transparency and thermal stability are often important properties for flexible display applications. In addition, flexible displays, especially those that have touch screen functionality and/or are foldable, must have high fatigue resistance and puncture resistance, as well as breakage resistance at small bending radii.
통상적인 가요성 유리 물질은 가요성 기판 및/또는 디스플레이 응용에 있어서 필요한 성질 중 많은 성질을 제공한다. 그러나, 이러한 응용에 유리 물질을 활용하려는 노력은 지금까지 대체로 성공하지 못했다. 일반적으로, 점점 더 작아지는 굽힘 반경을 달성하기 위해서는 유리 기판이 매우 낮은 두께 수준 (< 25 ㎛)으로 제조될 수 있다. 이 "얇은" 유리 기판은 제한된 천공 저항성이란는 단점을 갖는다. 한편 그와 동시에, 더 좋은 천공 저항성을 갖는 더 두꺼운 유리 기판 (> 150 ㎛)이 제작될 수 있지만, 이러한 기판은 굽힐 때 적합한 피로 저항성 및 기계적 신뢰성이 부족하다. 따라서, 특히 가요성 전자 장치 응용을 위한, 가요성 기판 및/또는 디스플레이 응용 및 기능에서 신뢰성 있는 이용을 위한 유리 물질, 부품 및 조립체가 필요하다.Conventional flexible glass materials offer many of the properties desired for flexible substrate and/or display applications. However, efforts to utilize glass materials in such applications have been largely unsuccessful to date. Typically, to achieve increasingly smaller bend radii, glass substrates can be manufactured at very low thickness levels (< 25 μm). These "thin" glass substrates suffer from limited puncture resistance. At the same time, thicker glass substrates (> 150 μm) can be manufactured with better puncture resistance, but these substrates lack adequate fatigue resistance and mechanical reliability when bent. Accordingly, there is a need for glass materials, components and assemblies for reliable use in flexible substrate and/or display applications and functions, particularly for flexible electronic device applications.
한 측면에 따르면, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께, 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 추가로 (a) 제1 주요 표면을 갖는 제1 유리 층; 및 (b) 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 스택 조립체가 제공된다. 유리 부재는 (a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 부재의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 한다.In one aspect, a stack assembly is provided, comprising a glass element having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm, a first major surface and a second major surface, the glass element further comprising: (a) a first glass layer having the first major surface; and (b) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region being defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface of the glass layer. The glass element exhibits: (a) no failure when the glass element is held at a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm for greater than 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) the second major surface of the glass member is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein the second major surface of the glass member is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm; and (c) a pencil hardness of greater than or equal to 8H.
한 실시에 따르면, 절첩가능한 특징부를 갖는 전자 장치를 포함하는 절첩가능한 전자 장치가 제공된다. 절첩가능한 특징부는 제1 측면에 따른 스택 조립체를 포함한다. 일부 측면에서, 절첩가능한 특징부는 디스플레이, 인쇄 회로 기판, 하우징 및 전자 장치의 다른 특징부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, a foldable electronic device is provided that includes an electronic device having a foldable feature. The foldable feature includes a stack assembly according to the first aspect. In some aspects, the foldable feature can include a display, a printed circuit board, a housing, and other features of the electronic device.
일부 실시양태에서, 유리 부재는 제1 유리 층 아래에 배치되는 1개 이상의 추가의 유리 층 및 1개 이상의 각각의 압축 응력 영역을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 부재는 제1 유리 층 아래에 2개, 3개, 4개 또는 그 초과의 추가의 유리 층을 상응하는 추가의 압축 응력 영역과 함께 포함할 수 있다.In some embodiments, the glass element can further include one or more additional glass layers disposed beneath the first glass layer and one or more respective compressive stress regions. For example, the glass element can include two, three, four or more additional glass layers beneath the first glass layer, with corresponding additional compressive stress regions.
추가의 한 측면에 따르면, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 층을 포함하고, 유리 층이 추가로 (a) 제1 주요 표면; (b) 제2 주요 표면; 및 (c) 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리 물품이 제공된다. 유리 층은 (a) 유리 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 층의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 층의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 한다.According to a further aspect, a glass article is provided, comprising a glass layer having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm, wherein the glass layer further comprises (a) a first major surface; (b) a second major surface; and (c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region being defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass layer. The glass layer exhibits: (a) no failure when the glass layer is held at a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm for at least 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) the second major surface of the glass layer is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein when a load is applied to the first major surface of the glass layer by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, the second major surface of the glass layer is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf; and (c) a pencil hardness of greater than or equal to 8H.
일부 측면에서, 유리 물품은 유리 층의 두께보다 큰 두께 및 2개의 실질적으로 평행한 가장자리 표면을 가지고, 유리 층을 포함하고, 이 유리 층이 실질적으로 평행한 가장자리 표면 사이에서 구조물의 중앙 영역에 배열되는 유리 구조물을 추가로 포함할 수 있다.In some aspects, the glass article can further include a glass structure having a thickness greater than a thickness of the glass layer and two substantially parallel edge surfaces, the glass layer being arranged in a central region of the structure between the substantially parallel edge surfaces.
일부 실시양태에서, 유리 층은 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함한다. 유리 층의 두께는 또한 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위일 수 있다. 일부 측면에 따르면, 두께는 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위일 수 있다.In some embodiments, the glass layer comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition. The thickness of the glass layer can also be in a range of from about 50 μm to about 100 μm. According to some aspects, the thickness can be in a range of from 60 μm to about 80 μm.
일부 실시양태에서, 유리 부재 또는 유리 층의 굽힘 반경은 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜일 수 있다. 다른 측면에서, 굽힘 반경은 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜일 수 있다. 일부 실시양태에서, 유리 층의 굽힘 반경은 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜일 수 있다. 추가로, 굽힘 반경은 또한 약 5 ㎜ 내지 약 7 ㎜일 수 있다.In some embodiments, the bend radius of the glass member or glass layer can be from about 3 mm to about 20 mm. In other aspects, the bend radius can be from about 3 mm to about 10 mm. In some embodiments, the bend radius of the glass layer can be from about 1 mm to about 5 mm. Additionally, the bend radius can also be from about 5 mm to about 7 mm.
일부 측면에 따르면, 스택 조립체는 유리 부재 또는 유리 층의 제1 주요 표면 상에 배치된 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층을 추가로 포함할 수 있다. 일부 측면에 따르면, 제2 층은 열가소성 물질 및 무정형 플루오로카본으로 이루어진 군으로부터 선택되는 플루오로카본 물질을 포함하는 코팅일 수 있다. 또한, 제2 층은 실리콘, 왁스, 폴리에틸렌, 핫-엔드(hot-end), 파릴렌, 및 다이아몬드-유사 코팅 제제로 이루어진 군 중의 하나 이상을 포함하는 코팅일 수 있다. 추가로, 제2 층은 아연 산화물, 몰리브데넘 디술피드, 텅스텐 디술피드, 육방정 질화붕소, 및 알루미늄 마그네슘 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 코팅일 수 있다. 일부 실시양태에 따르면, 제2 층은 아연 산화물, 몰리브데넘 디술피드, 텅스텐 디술피드, 육방정 질화붕소 및 알루미늄 마그네슘 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 코팅일 수 있다.In some aspects, the stack assembly can further include a second layer having a low coefficient of friction disposed on the first major surface of the glass element or glass layer. In some aspects, the second layer can be a coating comprising a fluorocarbon material selected from the group consisting of thermoplastics and amorphous fluorocarbons. Additionally, the second layer can be a coating comprising one or more of the group consisting of silicone, wax, polyethylene, hot-end, parylene, and diamond-like coating formulations. Additionally, the second layer can be a coating comprising a material selected from the group consisting of zinc oxide, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride, and aluminum magnesium boride. In some embodiments, the second layer can be a coating comprising an additive selected from the group consisting of zinc oxide, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride, and aluminum magnesium boride.
일부 측면에서, 제1 주요 표면에서 압축 응력 영역에서의 압축 응력은 약 600 MPa 내지 1000 MPa이다. 또한, 압축 응력 영역은 유리 층의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 압축 응력 영역은 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼 작은 최대 결함 크기를 포함한다.In some aspects, the compressive stress in the compressive stress region at the first major surface is about 600 MPa to 1000 MPa. Additionally, the compressive stress region can include a maximum flaw size of 5 μm or less at the first major surface of the glass layer. In some cases, the compressive stress region includes a maximum flaw size of 2.5 μm or less, or even as small as 0.4 μm or less.
다른 측면에서, 압축 응력 영역은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함하고, 이온-교환된 금속 이온은 압축 응력을 생성하도록 선택된다. 일부 측면에서, 이온-교환된 금속 이온은 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는다. 또 다른 측면에 따르면, 유리 층은 코어 영역, 및 코어 영역 상에 배치된 제1 및 제2 클래드 영역을 추가로 포함할 수 있고, 추가로, 코어 영역의 열 팽창 계수가 클래드 영역의 열 팽창 계수보다 크다.In another aspect, the compressive stress region comprises a plurality of ion-exchangeable metal ions and a plurality of ion-exchanged metal ions, wherein the ion-exchanged metal ions are selected to generate the compressive stress. In some aspects, the ion-exchanged metal ions have an atomic radius greater than an atomic radius of the ion-exchangeable metal ions. In another aspect, the glass layer can further comprise a core region, and first and second clad regions disposed on the core region, wherein a coefficient of thermal expansion of the core region is greater than a coefficient of thermal expansion of the clad regions.
추가의 측면에 따르면, 두께, 제1 주요 표면, 및 제2 주요 표면을 갖는 유리 층을 포함하는 유리 물품이 제공된다. 유리 층은 (a) 유리 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 층의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 층의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 한다. 또한, 유리 물품은 유리 층의 두께보다 큰 두께 및 2개의 실질적으로 평행한 가장자리 표면을 갖는 유리 구조물을 포함한다. 이 구조물은 유리 층을 포함하고, 유리 층은 실질적으로 평행한 가장자리 표면 사이에서 구조물의 중앙 영역에 배열된다. 일부 측면에서, 유리 구조물의 두께는 125 ㎛ 이상일 수 있다. 추가의 측면에서, 유리 층의 두께는 굽힘 반경을 달성하기 위해 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛로 설정될 수 있다. 예시 실시양태에 따르면, 유리 층의 두께는 굽힘 반경을 달성하기 위해 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛로 설정될 수 있다.In accordance with a further aspect, a glass article is provided, comprising a glass layer having a thickness, a first major surface, and a second major surface. The glass layer is characterized by: (a) no breakage when the glass layer is held at a bend radius of from about 1 mm to about 5 mm for at least 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass layer by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, wherein the second major surface of the glass layer is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having a thickness of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having a thickness of less than about 50 μm and having a modulus of elasticity of less than about 10 GPa; and (c) a pencil hardness of greater than or equal to 8H. In addition, the glass article comprises a glass structure having a thickness greater than a thickness of the glass layer and two substantially parallel edge surfaces. The structure comprises a glass layer, wherein the glass layer is arranged in a central region of the structure between substantially parallel edge surfaces. In some aspects, the thickness of the glass structure can be greater than or equal to 125 μm. In a further aspect, the thickness of the glass layer can be set to about 20 μm to about 125 μm to achieve a bend radius. According to an exemplary embodiment, the thickness of the glass layer can be set to about 20 μm to about 30 μm to achieve a bend radius.
추가의 측면에 따르면, 제1 주요 표면, 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역, 및 최종 두께를 갖는 제1 유리 층을 형성하는 단계; 및 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가지고, 추가로 유리 층, 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 포함하는 유리 부재를 형성하는 단계를 포함하는 스택 조립체의 제조 방법이 제공된다. 유리 부재는 (a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 부재의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 한다.According to a further aspect, a method of making a stack assembly is provided, comprising: forming a first glass layer having a first major surface, a region of compressive stress extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region being defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface of the glass layer, and a final thickness; and forming a glass element further comprising the glass layer, the first major surface and the second major surface, the glass element having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm. The glass element exhibits: (a) no failure when the glass element is held at about 25° C. and about 50% relative humidity for at least 60 minutes with a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm; (b) the second major surface of the glass member is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein the second major surface of the glass member is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm; and (c) a pencil hardness of greater than or equal to 8H.
일부 실시양태에서, 제1 유리 층을 형성하는 단계는 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 및 플로트 공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형성 공정을 포함할 수 있고, 형성 공정은 추가로 유리 층을 최종 두께로 형성하도록 구성된다. 다른 형성 공정은 유리 층의 최종 형상 인자 및/또는 최종 유리 층에 이용되는 유리 전구체의 중간 치수에 의존해서 이용될 수 있다. 또한, 형성 공정은 유리 층으로부터 물질을 제거하여 최종 두께에 이르도록 구성된 물질 제거 공정을 포함할 수 있다.In some embodiments, the step of forming the first glass layer can include a forming process selected from the group consisting of a melting, slot drawing, rolling, redrawing and float process, wherein the forming process is further configured to form the glass layer to a final thickness. Other forming processes can be utilized depending on the final shape factor of the glass layer and/or the intermediate dimensions of the glass precursor utilized in the final glass layer. Additionally, the forming process can include a material removal process configured to remove material from the glass layer to reach the final thickness.
방법의 일부 측면에 따르면, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계는 유리 층 내에 함유된 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 크기가 더 큰 원자 반경을 갖는 복수의 이온-교환하는 금속 이온을 포함하는 강화 조를 제공하고; 유리 층을 강화 조에 침지시켜서 유리 층 내의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 일부를 강화 조 내의 복수의 이온-교환하는 금속 이온의 일부와 교환하여 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 것을 포함한다. 일부 경우에서, 침지 단계는 유리 층을 강화 조에서 약 400℃ 내지 약 450℃에서 약 15분 내지 약 180분 동안 침지시키는 것을 포함한다.According to some aspects of the method, the step of forming a compressive stress region extending from a first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer comprises providing a strengthening bath comprising a plurality of ion-exchangeable metal ions having atomic radii larger than atomic radii of a plurality of ion-exchangeable metal ions contained within the glass layer; and immersing the glass layer in the strengthening bath to exchange a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions within the glass layer with a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions in the strengthening bath to form a compressive stress region extending from the first major surface to the first depth within the glass layer. In some cases, the immersing step comprises immersing the glass layer in the strengthening bath at about 400° C. to about 450° C. for about 15 minutes to about 180 minutes.
일부 실시양태에서, 방법은 또한 압축 응력 영역 형성 후 제1 주요 표면에서 유리 층의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 제거 단계는 압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하도록 수행될 수 있다. 또한, 제거 단계는 압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼 작은 최대 결함 크기를 포함하도록 수행될 수 있다.In some embodiments, the method can also include a step of removing from about 1 μm to about 5 μm from the final thickness of the glass layer at the first major surface after forming the compressive stress region. The removing step can be performed such that the compressive stress region includes a maximum flaw size of 5 μm or less at the first major surface of the glass layer. Additionally, the removing step can be performed such that the compressive stress region includes a maximum flaw size of 2.5 μm or less, or even as small as 0.4 μm or less at the first major surface of the glass layer.
추가의 특징 및 이점은 다음 상세한 설명에서 제시될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 관련 분야 기술자에게 쉽게 명백하거나, 또는 다음 상세한 설명, 청구범위, 뿐만 아니라 첨부 도면을 포함해서 본원에 서술된 실시양태를 실시함으로써 인식될 것이다.Additional features and advantages will be set forth in the detailed description which follows, and in part will be readily apparent to those skilled in the art from that description, or may be recognized by practicing the embodiments described herein, including the detailed description, the claims, as well as the accompanying drawings.
상기 일반적인 설명 및 다음 상세한 설명 둘 다는 단지 예시하는 것일 뿐이고, 청구범위의 본질 및 특성을 이해하는 개관 또는 틀을 제공하는 것을 의도한다는 점을 이해해야 한다. 첨부 도면은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시양태를 예시하고, 설명과 함께 다양한 실시양태의 원리 및 작용을 설명하는 역할을 한다. 본원에서 이용되는 방향에 관한 용어 - 예를 들어 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 상부, 하부 - 는 그린 도면과 관련해서만 정한 것이고, 절대 배향을 나타내는 것을 의도하지 않는다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are by way of example only and are intended to provide an overview or framework for understanding the nature and character of the claims. The accompanying drawings are included to provide a further understanding and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate one or more embodiments and, together with the description, serve to explain the principles and operation of the various embodiments. Any directional terms used herein—such as up, down, right, left, front, back, top, bottom—are defined solely with respect to the drawings and are not intended to indicate an absolute orientation.
가요성 기판 및/또는 디스플레이 응용 및 기능에서 신뢰성 있는 이용을 위한 유리 물질, 부품 및 조립체를 제공한다.Provides glass materials, components and assemblies for reliable use in flexible substrate and/or display applications and functions.
도 1은 본 개시내용의 한 측면에 따른 유리 층을 갖는 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 투시도이다.
도 1a는 굽힘력을 받는 도 1에 묘사된 스택 조립체의 투시도이다.
도 1b는 도 1에 묘사된 스택 조립체의 단면도이다.
도 1c는 본 개시내용의 추가의 측면에 따른 이온 교환 공정에 의해 생성된 압축 응력 영역을 갖는 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 단면도이다.
도 1d는 본 개시내용의 한 측면에 따른 코어 영역 및 두 클래드 영역을 갖는 유리 층을 갖는 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 단면도이다.
도 2는 본 개시내용의 추가의 측면에 따른 3개의 유리 층을 갖는 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 투시도이다.
도 2a는 굽힘력을 받는 도 2에 묘사된 스택 조립체의 투시도이다.
도 3은 본 개시내용의 한 측면에 따른 유리 구조물 및 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 투시도이다.
도 3a는 굽힘력을 받는 도 3에 묘사된 스택 조립체의 투시도이다.
도 3b는 도 3에 묘사된 스택 조립체의 단면도이다.
도 4는 본 개시내용의 한 측면에 따른 유리 구조물 및 유리 부재를 포함하는 스택 조립체의 투시도이다.
도 4a는 굽힘력을 받는 도 4에 묘사된 스택 조립체의 투시도이다.
도 4b는 도 4에 묘사된 스택 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 개시내용의 한 측면에 따른 유리 층의 두께의 함수로서 파손 천공 하중 시험 데이터의 플롯이다.
도 6a는 본 개시내용의 한 측면에 따른 이온 교환 공정 단계 후 75 ㎛ 두께 유리 샘플에서 압축 응력 대 깊이의 플롯이다.
도 6b는 본 개시내용의 한 측면에 따른 이온 교환 공정 단계 및 라이트(light) 에칭 단계 후 75 ㎛ 두께 유리 샘플에서 압축 응력 대 깊이의 플롯이다.
도 7a는 25, 50 및 100 ㎛의 두께 및 3, 5 및 7 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 세 가지 조성물의 유리 층에 관해 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이다.
도 7b는 본 개시내용의 한 측면에 따른 압축 응력 영역을 갖는 경우 및 압축 응력 영역을 갖지 않는 경우의 50 ㎛의 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 세 가지 조성물의 유리 층에 관해 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이다.
도 8은 본 개시내용의 추가의 측면에 따른 이온 교환 공정을 통해 발생된 압축 응력 영역을 갖는 경우 및 압축 응력 영역을 갖지 않는 경우의 25, 50, 75 및 100 ㎛의 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 한 가지 조성물의 유리 층들의 표면에서의 추정한 최대 응력 수준의 개략적 플롯이다.
도 9는 본 개시내용의 한 측면에 따른 이온 교환 공정을 통해 발생된 압축 응력 영역 및 75 ㎛의 두께를 갖는 한 가지 조성물의 유리 층에 관한 파손 천공 하중 시험 데이터의 플롯이다.
도 10은 본 개시내용의 추가의 한 측면에 따른 25, 50, 75 및 100 ㎛의 두께, 10 및 20 ㎜의 굽힘 반경, 및 유리 층의 코어 영역과 클래딩 영역 사이의 열 팽창 계수 불일치를 통해 발생된 압축 응력 영역을 갖는 세 가지 조성물의 유리 층들의 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이다.
도 11은 본 개시내용의 한 측면에 따른 유리 샘플의 두 그룹에 관한 파손 확률 대 파손 하중의 웨이불(Weibull) 플롯이다.
도 12는 염과 유리 사이의 금속 이온 교환으로 인해 압축 응력이 생길 때 본 개시내용의 측면들에 따른 유리 부재의 응력 프로파일이다.
도 13은 굽힘 응력을 받을 때 본 개시내용의 측면들에 따른 유리 부재의 응력 프로파일이다.
도 14는 함께 합한 도 12 및 도 13의 응력 프로파일을 나타낸 결과적인 응력 프로파일이다.
도 15는 다양한 상이한 유리 샘플의 2-점 굽힘 하에서 파손 확률 대 강도의 웨이불 플롯이다.
도 16은 큐브 코너(cube corner) 접촉 후의 다양한 상이한 유리 샘플의 2-점 굽힘 하에서 파손 확률 대 강도의 웨이불 플롯이다.
도 17은 1 ㎏f 하중 하에서 비커스(Vickers) 압자로 압입한 후의 본 개시내용의 측면들에 따른 샘플 유리를 나타낸 도면이다.
도 18은 2 ㎏f 하중 하에서 비커스 압자로 압입한 후의 본 개시내용의 측면들에 따른 샘플 유리를 나타낸 도면이다.
도 19는 1 ㎏f 하중 하에서 비커스 압자로 압입한 후의 비교 유리를 나타낸 도면이다.
도 20은 2 ㎏f 하중 하에서 비커스 압자로 압입한 후의 비교 유리를 나타낸 도면이다.
도 21은 2-점 굽힘 시험 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a perspective view of a stack assembly including a glass member having a glass layer according to one aspect of the present disclosure.
Figure 1a is a perspective view of the stack assembly depicted in Figure 1 subjected to a bending force.
Figure 1b is a cross-sectional view of the stack assembly depicted in Figure 1.
FIG. 1c is a cross-sectional view of a stack assembly including a glass member having a compressive stress region created by an ion exchange process according to a further aspect of the present disclosure.
FIG. 1d is a cross-sectional view of a stack assembly including a glass member having a core region and two clad regions according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 2 is a perspective view of a stack assembly including a glass member having three glass layers according to an additional aspect of the present disclosure.
Figure 2a is a perspective view of the stack assembly depicted in Figure 2 subjected to a bending force.
FIG. 3 is a perspective view of a stack assembly including a glass structure and glass members according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 3a is a perspective view of the stack assembly depicted in FIG. 3 subjected to a bending force.
Figure 3b is a cross-sectional view of the stack assembly depicted in Figure 3.
FIG. 4 is a perspective view of a stack assembly including a glass structure and glass members according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 4a is a perspective view of the stack assembly depicted in FIG. 4 subjected to a bending force.
Figure 4b is a cross-sectional view of the stack assembly depicted in Figure 4.
FIG. 5 is a plot of fracture puncture load test data as a function of glass layer thickness according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 6a is a plot of compressive stress versus depth in a 75 μm thick glass sample after an ion exchange process step according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 6b is a plot of compressive stress versus depth in a 75 μm thick glass sample after an ion exchange process step and a light etching step according to one aspect of the present disclosure.
Figure 7a is a schematic plot of the estimated stress intensity factors for glass layers of three compositions having thicknesses of 25, 50 and 100 μm and bend radii of 3, 5 and 7 mm.
FIG. 7b is a schematic plot of estimated stress intensity factors for glass layers of three compositions having a thickness of 50 μm and a bend radius of 5 mm, with and without a compressive stress region according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 8 is a schematic plot of estimated maximum stress levels at the surface of glass layers of one composition having thicknesses of 25, 50, 75 and 100 μm and a bend radius of 5 mm, with and without a compressive stress region generated through an ion exchange process according to a further aspect of the present disclosure.
FIG. 9 is a plot of compressive stress region and fracture puncture load test data for a glass layer of one composition having a thickness of 75 μm generated through an ion exchange process according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 10 is a schematic plot of estimated stress intensity factors for glass layers of three compositions having thicknesses of 25, 50, 75 and 100 μm, bend radii of 10 and 20 mm, and compressive stress regions induced by thermal expansion coefficient mismatch between core and cladding regions of the glass layers according to a further aspect of the present disclosure.
FIG. 11 is a Weibull plot of failure probability versus failure load for two groups of glass samples according to one aspect of the present disclosure.
FIG. 12 is a stress profile of a glass member according to aspects of the present disclosure when compressive stress is generated due to metal ion exchange between salt and glass.
FIG. 13 is a stress profile of a glass member according to aspects of the present disclosure when subjected to bending stress.
Figure 14 is the resulting stress profile showing the stress profiles of Figures 12 and 13 combined together.
Figure 15 is a Weibull plot of failure probability versus strength under two-point bending of various different glass samples.
Figure 16 is a Weibull plot of failure probability versus strength under two-point bending of various different glass samples after cube corner contact.
FIG. 17 is a drawing showing a sample glass according to aspects of the present disclosure after being pressed with a Vickers indenter under a load of 1 kgf.
FIG. 18 is a drawing showing a sample glass according to aspects of the present disclosure after being pressed with a Vickers indenter under a load of 2 kgf.
Figure 19 is a drawing showing a comparative glass after being pressed with a Vickers indenter under a load of 1 kgf.
Figure 20 is a drawing showing a comparative glass after being pressed with a Vickers indenter under a load of 2 kgf.
Figure 21 is a drawing showing a two-point bending test configuration.
이제 본원의 바람직한 실시양태를 상세히 언급할 것이고, 이 실시양태의 예를 첨부 도면에 도시한다. 가능할 때는 언제든지, 도면 전체에 걸쳐서 동일 또는 유사 부분을 나타내는 데는 동일 참조 숫자가 이용될 것이다. 본원에서는 범위가 "약" 한 특정한 값부터 및/또는 "약" 또 다른 특정한 값까지로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 또 다른 실시양태는 한 특정한 값부터 및/또는 다른 특정한 값까지 포함한다. 마찬가지로, 값이 선행하는 "약"을 이용함으로써 근사값으로 표현될 때, 그 특정한 값이 또 다른 실시양태를 생성한다는 것을 이해할 것이다. 추가로, 각 범위의 끝점들이 다른 끝점과 관련해서 뿐만 아니라 다른 끝점과 관계 없이도 유의미하다는 것이 이해될 것이다.Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, like reference numerals will be used throughout the drawings to refer to the same or similar parts. Ranges may be expressed herein as from "about" a particular value and/or to "about" another particular value. When such a range is expressed, another embodiment includes from the one particular value and/or to the other particular value. Likewise, when values are expressed as approximations, by use of the preceding word "about," it will be understood that the particular value forms another embodiment. Additionally, it will be understood that the endpoints of each of the ranges are significant not only in relation to the other endpoint, but also independently of the other endpoint.
다른 특징 및 이익 중에서, 본 개시내용의 스택 조립체, 유리 부재 및 유리 물품 (및 그의 제조 방법)은 작은 굽힘 반경에서 (예를 들어, 정적 장력 및 피로에서의) 기계적 신뢰성 뿐만 아니라 높은 천공 저항성을 제공한다. 스택 조립체, 유리 부재, 및/또는 유리 물품이 절첩가능한 디스플레이, 예를 들어 디스플레이의 한 부분이 디스플레이의 또 다른 부분 위에 절첩되어 포개지는 디스플레이에 이용될 때, 작은 굽힘 반경 및 천공 저항성은 유익하다. 예를 들어, 스택 조립체, 유리 부재 및/또는 유리 물품은 다음 중 하나 이상으로 이용될 수 있다: 천공 저항성이 특히 중요한 부위인 절첩가능한 디스플레이의 사용자 대향 부분 상의 커버; 전자 부품이 위에 배치되는, 장치 자체 내에 내부에 배치되는 기판; 또는 절첩가능한 디스플레이 장치의 어떤 다른 곳. 대안적으로, 스택 조립체, 유리 부재, 및/또는 유리 물품은 디스플레이를 갖지 않지만 유리 층이 유익한 성질을 위해 이용되고 절첩가능한 디스플레이에서와 유사한 방식으로 급한 굽힘 반경으로 절첩되는 장치에 이용될 수 있다. 스택 조립체, 유리 부재, 및/또는 유리 물품이 사용자가 장치와 상호작용하는 장치의 외부에 이용될 때, 천공 저항성이 특히 유익하다.Among other features and benefits, the stack assembly, glass members, and glass articles (and methods of making them) of the present disclosure provide high puncture resistance as well as mechanical reliability (e.g., in static tension and fatigue) at small bend radii. The small bend radii and puncture resistance are beneficial when the stack assembly, glass members, and/or glass articles are utilized in a foldable display, e.g., a display in which one portion of the display is folded over another portion of the display. For example, the stack assembly, glass members, and/or glass articles may be utilized in one or more of the following: a cover over a user-facing portion of a foldable display where puncture resistance is particularly important; a substrate disposed internally within the device itself, on which electronic components are disposed; or any other portion of a foldable display device. Alternatively, the stack assembly, glass members, and/or glass articles may be utilized in a device that does not have a display, but in which the glass layer is utilized for the beneficial properties and is folded to a tight bend radius in a manner similar to that of a foldable display. Puncture resistance is particularly advantageous when the stack assembly, glass member, and/or glass article is utilized on the exterior of a device where a user interacts with the device.
도 1 및 1b에 관해서, 유리 부재(50)를 포함하는 스택 조립체(100)가 묘사된다. 유리 부재(50)는 유리 부재 두께(52), 제1 주요 표면(54) 및 제2 주요 표면(56)을 갖는다. 일부 측면에서, 두께(52)는 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 범위일 수 있다. 다른 측면에서, 두께(52)는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위일 수 있다. 또한, 두께(52)는 상기 범위 사이의 다른 두께로 설정될 수 있다.With respect to FIGS. 1 and 1b, a stack assembly (100) is depicted including a glass member (50). The glass member (50) has a glass member thickness (52), a first major surface (54), and a second major surface (56). In some aspects, the thickness (52) can range from about 25 μm to about 125 μm. In other aspects, the thickness (52) can range from about 50 μm to about 100 μm, or from about 60 μm to about 80 μm. Additionally, the thickness (52) can be set to other thicknesses between the above ranges.
유리 부재(50)는 유리 층 제1 주요 표면(54a) 및 유리 층 제2 주요 표면(56a)을 갖는 유리 층(50a)을 포함한다. 추가로, 또한, 유리 층(50a)은 일반적으로 주요 표면(54a) 및 (56a)에 직각으로 구성된 가장자리(58b)를 포함한다. 추가로, 유리 층(50a)은 유리 층 두께(52a)에 의해 정의된다. 도 1 및 1b에 묘사된 스택 조립체(100)의 측면에서, 유리 부재(50)는 1개의 유리 층(50a)을 포함한다. 따라서, 스택 조립체(100)의 경우, 유리 층 두께(52a)는 유리 부재 두께(52)와 대등하다. 다른 측면에서, 유리 부재(50)는 2개 이상의 유리 층(50a)을 포함할 수 있다 (예를 들어, 도 2의 스택 조립체(100c) 및 상응하는 설명을 참고한다). 이와 같이, 유리 층(50a)의 두께(52a)는 약 1 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 범위일 수 있다. 예를 들어, 유리 부재(50)는 3개의 유리 층(50a)을 포함할 수 있고, 각 유리 층(50a)은 약 8 ㎛의 두께(52a)를 갖는다. 이 예에서, 유리 부재(50)의 두께(52)는 약 24 ㎛일 수 있다. 그러나, 또한, 유리 부재(50)가 1개 이상의 유리 층(50a) 외에 추가로 다른 비-유리 층 (예를 들어, 유연성 중합체 층)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.The glass element (50) includes a glass layer (50a) having a first major surface (54a) of the glass layer and a second major surface (56a) of the glass layer. Additionally, the glass layer (50a) also includes edges (58b) that are generally perpendicular to the major surfaces (54a) and (56a). Additionally, the glass layer (50a) is defined by a glass layer thickness (52a). In aspects of the stack assembly (100) depicted in FIGS. 1 and 1b, the glass element (50) includes one glass layer (50a). Thus, for the stack assembly (100), the glass layer thickness (52a) is comparable to the glass element thickness (52). In other aspects, the glass element (50) can include two or more glass layers (50a) (see, e.g., stack assembly (100c) of FIG. 2 and the corresponding description). As such, the thickness (52a) of the glass layer (50a) may range from about 1 μm to about 125 μm. For example, the glass member (50) may include three glass layers (50a), each of which has a thickness (52a) of about 8 μm. In this example, the thickness (52) of the glass member (50) may be about 24 μm. However, it should also be understood that the glass member (50) may include additional non-glass layers (e.g., flexible polymer layers) in addition to one or more glass layers (50a).
도 1 및 1b에서, 유리 층(50a)은 알칼리 무함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제작될 수 있다. 또한, 유리 층(50a)은 알칼리 함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제작될 수 있다. 일부 측면에서, 알칼리토 개질제가 유리 층(50a)의 상기 조성물 중 어느 것에도 첨가될 수 있다. 한 예시 측면에서는, 다음에 따른 유리 조성물이 유리 층(50a)에 적당하다: SiO2 64 내지 69% (mol%); Al2O3 5 내지 12%; B2O3 8 내지 23%; MgO 0.5 내지 2.5%; CaO 1 내지 9%; SrO 0 내지 5%; BaO 0 내지 5%; SnO2 0.1 내지 0.4%; ZrO2 0 내지 0.1%; 및 Na2O 0 내지 1%. 또 다른 예시 측면에서는, 다음 조성물이 유리 층(50a)에 적당하다: SiO2 ~67.4% (mol%); Al2O3 ~12.7%; B2O3 ~3.7%; MgO ~2.4%; CaO 0%; SrO 0%; SnO2 ~0.1%; 및 Na2O ~13.7%. 추가의 예시 측면에서는, 또한, 다음 조성물이 유리 층(50a)에 적당하다: SiO2 68.9% (mol%); Al2O3 10.3%; Na2O 15.2%; MgO 5.4 %; 및 SnO2 0.2%. 일부 측면에서, 유리 층(50a)의 조성물은 (다른 대안적 유리에 비해) 상대적으로 낮은 탄성 모듈러스를 갖도록 선택된다. 유리 층(50a)에서 더 낮은 탄성 모듈러스는 굽힘 동안에 층(50a)에서 인장 응력을 감소시킬 수 있다. 결함 함입을 최소화하면서 낮은 두께 수준으로 제조하기 용이함, 굽힘 동안에 생성되는 인장 응력을 상쇄하는 압축 응력 영역 발생의 용이함, 광학적 투명도 및 내부식성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 척도가 유리 층(50a)의 조성물을 선택하는 데 이용될 수 있다.In FIGS. 1 and 1b, the glass layer (50a) can be fabricated from alkali-free aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate and silicate glass compositions. Additionally, the glass layer (50a) can be fabricated from alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate and silicate glass compositions. In some aspects, an alkaline earth modifier can be added to any of the above compositions of the glass layer (50a). In one exemplary aspect, the following glass composition is suitable for the glass layer (50a): SiO2 64 to 69% (mol %); Al2 O3 5 to 12%; B2 O3 8 to 23%; MgO 0.5 to 2.5%; CaO 1 to 9%; SrO 0 to 5%; BaO 0 to 5%; SnO2 0.1 to 0.4%; ZrO2 0 to 0.1%; and Na2 O 0 to 1%. In another exemplary aspect, the following composition is suitable for the glass layer (50a): SiO2 to 67.4% (mol %); Al2 O3 to 12.7%; B2 O3 to 3.7%; MgO to 2.4%; CaO 0%; SrO 0%; SnO2 to 0.1%; and Na2 O to 13.7%. In a further exemplary aspect, also, the following composition is suitable for the glass layer (50a): SiO2 68.9% (mol %); Al2 O3 10.3%; Na2 O 15.2%; MgO 5.4%; and SnO2 0.2%. In some aspects, the composition of the glass layer (50a) is selected to have a relatively low elastic modulus (compared to other alternative glasses). A lower elastic modulus in the glass layer (50a) can reduce tensile stresses in the layer (50a) during bending. Other criteria may be used in selecting the composition of the glass layer (50a), including but not limited to ease of manufacturing to low thickness levels while minimizing flaw incorporation, ease of developing a compressive stress region to offset the tensile stresses generated during bending, optical clarity, and corrosion resistance.
유리 부재(50) 및 유리 층(50a)은 다양한 물리적 형태를 취할 수 있다. 단면 투시도로부터, 부재(50) 및 층(50a) (또는 층들(50a))은 편평할 수 있거나 또는 평면일 수 있다. 일부 측면에서, 부재(50) 및 층(50a)은 최종 응용에 의존해서 비직선형 시트-유사 형태로 제작될 수 있다. 한 예로서, 타원형 디스플레이 및 베젤을 갖는 모바일 디스플레이 장치는 일반적으로 타원형 시트-유사 형태를 갖는 유리 부재(50) 및 층(50a)을 요구할 수 있다.The glass member (50) and the glass layer (50a) can take a variety of physical forms. From a cross-sectional perspective, the member (50) and the layer (50a) (or the layers (50a)) can be flat or planar. In some aspects, the member (50) and the layer (50a) can be fabricated in a non-rectilinear sheet-like shape, depending on the end application. As an example, a mobile display device having an elliptical display and bezel may generally require the glass member (50) and the layer (50a) to have an elliptical sheet-like shape.
아직 계속해서 도 1 및 1b에 관해서, 스택 조립체(100)의 유리 부재(50)는 유리 층 (50)의 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50) 내의 제1 깊이(62)까지 연장되는 압축 응력 영역(60)을 추가로 포함한다. 다른 이점 중에서도, 압축 응력 영역(60)은 굽힘 동안에 유리 층(50a)에 생성되는 인장 응력, 특히 제1 주요 표면(54a) 가까이에서 최대값에 도달하는 인장 응력을 상쇄하기 위해서 유리 층(50a) 내에 이용될 수 있다. 압축 응력 영역(60)은 유리 층의 제1 주요 표면(54a)에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력을 포함할 수 있다. 일부 측면에서, 제1 주요 표면(54a)에서 압축 응력은 약 600 MPa 내지 약 1000 MPa이다. 다른 측면에서, 압축 응력은 유리 층(50a)에서 압축 응력을 생성하는 데 이용되는 공정에 의존해서 제1 주요 표면(54a)에서 1000 MPa를 초과할 수 있고, 최고 2000 MPa까지일 수 있다. 또한, 본 개시내용의 다른 측면에서 압축 응력은 제1 주요 표면(54a)에서 약 100 MPa 내지 약 600 MPa의 범위일 수 있다.Still continuing with respect to FIGS. 1 and 1b, the glass member (50) of the stack assembly (100) further includes a compressive stress region (60) extending from a first major surface (54a) of the glass layer (50) to a first depth (62) within the glass layer (50). Among other advantages, the compressive stress region (60) may be utilized within the glass layer (50a) to offset tensile stresses generated in the glass layer (50a) during bending, particularly tensile stresses that reach a maximum near the first major surface (54a). The compressive stress region (60) may include a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface (54a) of the glass layer. In some aspects, the compressive stress at the first major surface (54a) is from about 600 MPa to about 1000 MPa. In another aspect, the compressive stress can exceed 1000 MPa and can be up to 2000 MPa at the first major surface (54a), depending on the process used to generate the compressive stress in the glass layer (50a). Further, in another aspect of the present disclosure, the compressive stress can range from about 100 MPa to about 600 MPa at the first major surface (54a).
압축 응력 영역(60) 내에서, 압축 응력은 유리 층(50a) 내에서 유리 층의 제1 주요 표면(54a)에서부터 아래로 제1 깊이(62)까지 깊이의 함수로서 일정할 수 있거나, 감소할 수 있거나 또는 증가할 수 있다. 이와 같이, 다양한 압축 응력 프로파일이 압축 응력 영역(60)에 이용될 수 있다. 추가로, 깊이(62)는 유리 층의 제1 주요 표면(54a)에서부터 약 15 ㎛ 이하로 설정될 수 있다. 다른 측면에서, 깊이(62)는 그것이 유리 층의 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50a)의 두께(52a)의 약 1/3 이하, 또는 유리 층(50a)의 두께(52a)의 20% 이하이도록 설정될 수 있다.Within the compressive stress region (60), the compressive stress can be constant, decreasing, or increasing as a function of depth from the first major surface (54a) of the glass layer down to the first depth (62) within the glass layer (50a). As such, various compressive stress profiles can be utilized in the compressive stress region (60). Additionally, the depth (62) can be set to about 15 μm or less from the first major surface (54a) of the glass layer. In another aspect, the depth (62) can be set such that it is about 1/3 or less of the thickness (52a) of the glass layer (50a) from the first major surface (54a) of the glass layer, or about 20% or less of the thickness (52a) of the glass layer (50a).
도 1 및 1a와 관련해서, 유리 부재(50)는 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경(40)에서 유지될 때, 파손 없음을 특징으로 한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "파손되다", "파손" 등은 본 개시내용의 스택 조립체, 유리 물품 및 유리 부재를 그들의 의도된 목적에 부적당하게 되게 하는 파단, 파괴, 탈적층, 균열 전파 또는 다른 메카니즘을 나타낸다. 유리 부재(50)가 이 조건 하에서 굽힘 반경(40)에서 유지될 때, 굽힘력(42)이 부재(50)의 말단에 가해진다. 일반적으로, 굽힘력(42)을 가하는 동안 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에는 인장 응력이 생성되고, 제2 주요 표면(56)에는 압축 응력이 생성된다. 다른 측면에서, 유리 부재(50)는 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 범위인 굽힘 반경에서 파손을 피하도록 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 굽힘 반경(40)은 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위로 설정될 수 있다. 또한, 스택 조립체(100)의 다른 측면에 따르면, 굽힘 반경(40)은 유리 부재(50)에 파손을 야기하지 않는 약 5 ㎜ 내지 7 ㎜의 범위로 설정될 수 있다. 또한, 일부 측면에서, 유리 부재(50)는 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 120 시간 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경(40)에서 유지될 때, 파손 없음을 특징으로 할 수 있다. 상기한 것과 상이한 온도 및/또는 습도 수준을 갖는 시험 조건 하에서는 굽힘 시험 결과가 달라질 수 있다. 예를 들어, 더 작은 굽힘 반경(40)(예를 들어, < 3 ㎜)을 갖는 유리 부재(50)는 50% 상대 습도보다 상당히 낮은 습도 수준에서 수행되는 굽힘 시험에서 파손 없음을 특징으로 할 수 있다.With respect to FIGS. 1 and 1a, the glass element (50) is characterized by an absence of fracture when the glass element is held at a bend radius (40) of from about 3 mm to about 20 mm for greater than 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity. As used herein, the terms "fail," "failure," and the like refer to fracture, destruction, delamination, crack propagation, or other mechanism that renders the stack assemblies, glass articles, and glass elements of the present disclosure unsuitable for their intended purposes. When the glass element (50) is held at the bend radius (40) under these conditions, a bending force (42) is applied to the distal ends of the element (50). Typically, a tensile stress is developed at the first major surface (54) of the element (50) and a compressive stress is developed at the second major surface (56) during the application of the bending force (42). In another aspect, the glass member (50) can be configured to avoid breakage at a bend radius in the range of about 3 mm to about 10 mm. In some aspects, the bend radius (40) can be set in the range of about 1 mm to about 5 mm. Further, according to another aspect of the stack assembly (100), the bend radius (40) can be set in the range of about 5 mm to 7 mm without causing breakage in the glass member (50). Further, in some aspects, the glass member (50) can be characterized by no breakage when the glass member is maintained at a bend radius (40) of about 3 mm to about 20 mm for greater than 120 hours at about 25° C. and about 50% relative humidity. The bend test results may vary under test conditions having different temperatures and/or humidity levels than those described above. For example, a glass member (50) having a smaller bend radius (40) (e.g., <3 mm) may be characterized by no failure in bend tests performed at humidity levels significantly lower than 50% relative humidity.
또한, 유리 부재(50)는 부재(50)의 제2 주요 표면(56)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 ("PSA") 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층 ("PET")에 의해 지지되고, 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 특징으로 한다. 대표적으로, 본 개시내용의 측면에 따른 천공 시험은 0.5 ㎜/분 크로스-헤드 속력의 변위 조절 하에서 수행된다. 일부 측면에서는, 더 높은 탄성 모듈러스를 갖는 물질 (예를 들어, 유리 부재(50))의 시험과 관련된 금속 핀의 변형 때문에 일어날 수 있는 편향을 피하기 위해서, 명시된 양의 시험 (예를 들어, 10회 시험) 후 스테인레스강 핀을 새로운 핀으로 교체한다. 일부 측면에서, 유리 부재(50)는 웨이불 플롯 내에서 5% 이상의 파손 확률에서 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 특징으로 한다. 또한, 유리 부재(50)는 웨이불 특성 강도 (즉, 63.2% 이상)에서 약 3 ㎏f 초과의 천공 저항성을 특징으로 할 수 있다. 일부 측면에서, 스택 조립체(100)의 유리 부재(50)는 약 2 ㎏f 이상, 2.5 ㎏f 이상, 3 ㎏f 이상, 3.5 ㎏f 이상, 4 ㎏f 이상 및 심지어 훨씬 더 높은 범위에서 천공에 저항할 수 있다. 또한, 유리 부재(50)는 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 한다.Additionally, the glass member (50) is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface (54) of the member (50) by a stainless steel pin having a flat bottom with a 200 μm diameter, wherein the second major surface (56) of the member (50) is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive (“PSA”) having an elastic modulus of less than about 1 GPa, about 25 μm thick, and (ii) a polyethylene terephthalate layer (“PET”) having an elastic modulus of less than about 10 GPa. Typically, puncture testing according to aspects of the present disclosure is performed under displacement control at a cross-head speed of 0.5 mm/min. In some aspects, to avoid bias that may occur due to deformation of the metal pin associated with testing a material having a higher elastic modulus (e.g., the glass member (50)), the stainless steel pin is replaced with a new pin after a specified amount of testing (e.g., 10 tests). In some aspects, the glass member (50) is characterized by a puncture resistance greater than about 1.5 kgf at a failure probability of greater than or equal to 5% within a Weibull plot. Additionally, the glass member (50) can be characterized by a puncture resistance greater than about 3 kgf at a Weibull characteristic strength (i.e., greater than or equal to 63.2%). In some aspects, the glass member (50) of the stack assembly (100) can be puncture resistant at ranges of greater than or equal to about 2 kgf, greater than or equal to 2.5 kgf, greater than or equal to 3 kgf, greater than or equal to 3.5 kgf, greater than or equal to 4 kgf, and even higher. Additionally, the glass member (50) is characterized by a pencil hardness of greater than or equal to 8H.
다시 도 1 및 1b에 관해서, 스택 조립체(100)의 일부 측면은 제2 층 코팅 두께(72)를 갖는 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층(70)을 포함한다. 이 구성에서, 제2 층(70)은 유리 부재(50)의 제1 주요 표면(54) 상에 배치된다. 일부 응용을 위해 스택 조립체(100)에 이용될 때, 제2 층(70)은 마찰을 감소시키고/감소시키거나 마모로부터의 표면 손상을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 제2 층(70)은 요소 및/또는 층이 파손을 야기하는 설계 한계를 초과하는 응력을 받을 때 유리 부재(50) 및/또는 유리 층(50a)의 단편(piece) 또는 파편(shard)을 보유하는 데 있어서 안전성 대책을 제공할 수 있다. 일부 측면에서, 제2 층(70)의 두께(72)는 1 ㎛로 설정될 수 있다. 다른 측면에서, 제2 층(70)은 일부 조성물의 경우에 500 ㎚ 이하로 설정될 수 있거나 또는 10 ㎚ 이하로 낮게 설정될 수 있다. 게다가, 스택 조립체(100)의 일부 측면에서는, 설계 요건을 초과하는 응력에 기인하는 유리 부재(50) 및/또는 층(50a)의 파편을 보유하는 데 있어서 안전성 이익을 제공하기 위해 주요 표면(56) 상에 추가의 층(70)이 이용될 수 있다.Referring again to FIGS. 1 and 1b, some aspects of the stack assembly (100) include a second layer (70) having a low coefficient of friction having a second layer coating thickness (72). In this configuration, the second layer (70) is disposed on the first major surface (54) of the glass element (50). When utilized in the stack assembly (100) for some applications, the second layer (70) may serve to reduce friction and/or reduce surface damage from wear. Additionally, the second layer (70) may provide a safety measure in retaining pieces or shards of the glass element (50) and/or glass layer (50a) when the element and/or layer is subjected to stresses exceeding design limits that would cause failure. In some aspects, the thickness (72) of the second layer (70) may be set to 1 μm. In another aspect, the second layer (70) may be set to less than 500 nm for some compositions, or may be set to less than 10 nm. Additionally, in some aspects of the stack assembly (100), an additional layer (70) may be utilized on the major surface (56) to provide a safety benefit in retaining fragments of the glass member (50) and/or layer (50a) resulting from stresses exceeding design requirements.
제2 층(70)은 대표적으로 접착을 위해 기계적 교락 메카니즘에 의존하는 열가소성 물질, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 ("PTFE"), 플루오린화 에틸렌 프로필렌 ("FEP"), 폴리비닐리덴 플루오라이드("PVDF"), 및 무정형 플루오로카본 (예를 들어, 듀폰(DuPont)® 테플론(Teflon)® AF 및 아사히(Asahi)® 사이톱(Cytop)® 코팅)을 포함하는 낮은 표면 에너지를 갖는 것으로 알려진 다양한 플루오로카본 물질을 이용할 수 있다. 또한, 제2 층(70)은 단층 또는 다중층으로서 침착될 수 있는 실란-함유 제제, 예를 들어 다우 코닝(Dow Corning)® 2634 코팅 또는 다른 플루오로- 또는 퍼플루오로실란 (예를 들어, 알킬실란)으로부터 제작될 수 있다. 일부 측면에서, 제2 층(70)은 단독으로 이용되거나 또는 핫-엔드 코팅, 예를 들어 주석 산화물, 또는 증착되는 코팅, 예를 들어 파릴렌 및 다이아몬드-유사 코팅 ("DLC")과 함께 이용되는 실리콘 수지, 왁스, 폴리에틸렌 (옥시드화됨)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 층(70)은 단독으로 이용될 수 있거나 또는 상기 코팅 조성물 및 제제에 첨가제로서 이용될 수 있는 아연 산화물, 몰리브데넘 디술피드, 텅스텐 디술피드, 육방정 질화붕소, 또는 알루미늄 마그네슘 보라이드를 포함할 수 있다.The second layer (70) can utilize a variety of fluorocarbon materials known to have low surface energy, including thermoplastics that typically rely on mechanical interlocking mechanisms for adhesion, such as polytetrafluoroethylene (“PTFE”), fluorinated ethylene propylene (“FEP”), polyvinylidene fluoride (“PVDF”), and amorphous fluorocarbons (e.g., DuPont® Teflon® AF and Asahi® Cytop® coatings). Additionally, the second layer (70) can be fabricated from a silane-containing formulation, such as Dow Corning® 2634 coating or other fluoro- or perfluorosilanes (e.g., alkylsilanes), which can be deposited as a single layer or multiple layers. In some aspects, the second layer (70) can include silicone resins, waxes, polyethylene (oxides), which may be used alone or in combination with hot-end coatings, such as tin oxide, or vapor-deposited coatings, such as parylene and diamond-like coatings (“DLC”). Additionally, the second layer (70) can include zinc oxide, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride, or aluminum magnesium boride, which may be used alone or as additives to the coating compositions and formulations.
대안적으로 또는 상기한 것 외에 추가로, 제2 층(70)은 다양한 다른 속성, 예컨대 항미생물, 쪼개짐 방지, 얼룩 방지 및 지문 방지 속성을 포함할 수 있다.Alternatively or in addition to the above, the second layer (70) may include various other properties, such as antimicrobial, anti-splinter, anti-smudge and anti-fingerprint properties.
일부 측면에서, 스택 조립체(100)는 유리 층(50)의 제1 주요 표면(54a)에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 갖는 압축 응력 영역(60)을 갖는 유리 부재(50)를 포함할 수 있다. 또한, 최대 결함 크기는 2.5 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하, 1.5 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 0.4 ㎛ 이하, 또는 심지어 더 작은 결함 크기 범위로 유지될 수 있다. 유리 부재(50), 층(50a) 및/또는 층들(50a)의 압축 응력 영역에서의 결함 크기를 감소시키는 것은 굽힘력, 예를 들어 굽힘력(42) (도 1a를 참고한다)에 의해서 인장 응력을 가할 때 균열 전파에 의해 이 요소 및/또는 층이 파손되는 성향을 추가로 감소시킬 수 있다. 추가로, 스택 조립체(100)의 일부 측면은 또한 압축 응력 영역의 중첩이 없는 조절된 결함 크기 분포 (예를 들어, 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서 0.5 ㎛ 이하의 결함 크기)를 갖는 표면 영역을 포함할 수 있다.In some aspects, the stack assembly (100) can include a glass element (50) having a compressive stress region (60) in the first major surface (54a) of the glass layer (50) having a maximum flaw size of 5 μm or less. Additionally, the maximum flaw size can be maintained in a flaw size range of 2.5 μm or less, 2 μm or less, 1.5 μm or less, 0.5 μm or less, 0.4 μm or less, or even smaller. Reducing the flaw size in the compressive stress region of the glass element (50), layer (50a), and/or layers (50a) can further reduce the tendency of these elements and/or layers to fail by crack propagation when subjected to a tensile stress, such as by a bending force, for example, a bending force (42) (see FIG. 1a). Additionally, some aspects of the stack assembly (100) may also include surface regions having a controlled flaw size distribution (e.g., flaw sizes of 0.5 μm or less in the first major surface (54a) of the glass layer (50a)) that do not overlap with the compressive stress region.
다시, 도 1a와 관련해서, 스택 조립체(100)에 가한 굽힘력(42)은 유리 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에 인장 응력을 야기한다. 더 급한 굽힘 반경(40)은 더 높은 인장 응력을 야기한다. 하기 식 (1)을 이용해서 일정한 굽힘 반경(40)으로 굽힌 스택 조립체(100) 내의 특히 유리 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에서의 최대 인장 응력을 추정할 수 있다. 식 (1)은 다음에 의해 주어진다:Again, with respect to FIG. 1a, the bending force (42) applied to the stack assembly (100) causes a tensile stress at the first major surface (54) of the glass member (50). A tighter bend radius (40) causes a higher tensile stress. The maximum tensile stress, particularly at the first major surface (54) of the glass member (50), within the stack assembly (100) bent at a constant bend radius (40) can be estimated using Equation (1) below. Equation (1) is given by:
(1)(1)
여기서, E는 유리 부재(50)의 영(Young)의 모듈러스이고, ν는 유리 부재(50)의 푸아송(Poisson) 비이고 (대표적으로, 대부분의 유리 조성물의 경우, ν는 ~0.2 - 0.3임), h는 유리 부재의 두께(52)를 반영하고, R은 굽힘 곡률 반경 (굽힘 반경(40)과 대등함)이다. 식 (1)을 이용할 때, 최대 굽힘 응력이 유리 부재의 두께(52) 및 탄성 모듈러스에 선형으로 의존하고, 유리 부재의 굽힘 곡률 반경(40)에 역비례로 의존한다는 것이 명백하다.Here, E is the Young's modulus of the glass member (50), ν is the Poisson's ratio of the glass member (50) (typically, for most glass compositions, ν is ~0.2 - 0.3), h reflects the thickness (52) of the glass member, and R is the bending radius of curvature (equivalent to the bending radius (40)). Using Equation (1), it is clear that the maximum bending stress depends linearly on the thickness (52) and elastic modulus of the glass member, and inversely on the bending radius of curvature (40) of the glass member.
또한, 스택 조립체(100)에 가한 굽힘력(42)은 즉각적 또는 더 느린 피로 파손 메카니즘에 이르는 균열 전파의 잠재성을 초래할 수 있을 것이다. 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에 또는 그 표면 바로 아래에 결함의 존재가 이 잠재적 파손 모드에 기여할 수 있다. 하기 식 (2)을 이용해서, 굽힘력(42)을 받는 유리 부재(50)에서 응력 세기 인자를 추정하는 것이 가능하다. 식 (2)는 다음에 의해 주어진다:Additionally, the bending force (42) applied to the stack assembly (100) may result in the potential for crack propagation leading to either an immediate or slower fatigue failure mechanism. The presence of a flaw at or just below the first major surface (54) of the member (50) may contribute to this potential failure mode. Using Equation (2) below, it is possible to estimate the stress intensity factor in the glass member (50) subjected to the bending force (42). Equation (2) is given by:
(2)(2)
여기서, α는 결함 크기이고, Y는 기하학적 인자 (일반적으로, 대표적 파손 모드인 유리 가장자리로부터 발산되는 균열의 경우, 1.12라고 추정함)이고, σ는 식 (1)을 이용하여 추정한 굽힘력(42)과 관련된 굽힘 응력이다. 식 (2)는 균열 면을 따라서 응력이 일정하다고 가정하고, 이것은 결함 크기가 작을 때 (예를 들어, < 1 ㎛) 타당한 가정이다. 응력 세기 인자 K가 유리 부재(50)의 파절 인성 KIC에 달할 때, 즉각적 파손이 발생할 것이다. 유리 부재(50)에 이용하기에 적당한 대부분의 조성물의 경우, KIC는 ~0.7 MPa√m이다. 마찬가지로, K가 피로 문턱 K문턱이상의 수준에 달할 때, 또한, 느린 주기적 피로 하중 조건에 의해서 파손이 발생할 수 있다. K문턱의 타당한 가정은 ~0.2 MPa√m이다. 그러나, K문턱은 실험에 의해 결정될 수 있고, 전체 응용 요건에 의존한다 (예를 들어, 주어진 응용에서, 더 높은 피로 수명은 K문턱을 증가시킬 수 있다). 식 (2)를 고려할 때, 유리 부재(50)의 표면에서 전체 인장 응력 수준 및/또는 결함 크기를 감소시킴으로써 응력 세기 인자를 감소시킬 수 있다.Here, α is the flaw size, Y is a geometric factor (typically assumed to be 1.12 for a crack radiating from the glass edge, which is a representative failure mode), and σ is the bending stress associated with the bending force (42) estimated using Equation (1). Equation (2) assumes that the stress is constant along the crack plane, which is a reasonable assumption for small flaw sizes (e.g., < 1 μm). When the stress intensity factor K reaches the fracture toughness KIC of the glass member (50), instantaneous failure will occur. For most compositions suitable for use in the glass member (50), KIC is ~0.7 MPa√m. Similarly, when K reaches a level above the fatigue threshold KThreshold , failure can also occur under slow cyclic fatigue loading conditions. A reasonable assumption for KThreshold is ~0.2 MPa√m. However, the Kthreshold can be determined experimentally and depends on the overall application requirements (e.g., for a given application, a higher fatigue life may increase the Kthreshold ). Considering Equation (2), the stress intensity factor can be reduced by reducing the overall tensile stress level and/or the flaw size at the surface of the glass member (50).
스택 조립체(100)의 일부 측면에 따르면, 식 (1) 및 (2)를 통해서 추정한 인장 응력 및 응력 세기 인자는 유리 부재(50)의 제1 주요 표면(54)에서의 응력 분포 조절을 통해 최소화될 수 있다. 특히, 제1 주요 표면(54)에서 및 제1 주요 표면(54) 아래에서의 압축 응력 프로파일 (예를 들어, 압축 응력 영역(60))은 식 (1)에서 계산된 굽힘 응력으로부터 차감된다. 이와 같이, 전체 굽힘 응력 수준이 감소되고, 이는 또한 결국 식 (2)를 통해 추정할 수 있는 응력 세기 인자를 감소시킨다.According to some aspects of the stack assembly (100), the tensile stress and stress intensity factor estimated via Equations (1) and (2) can be minimized by controlling the stress distribution at the first major surface (54) of the glass member (50). In particular, the compressive stress profile (e.g., the compressive stress region (60)) at and beneath the first major surface (54) is subtracted from the bending stress calculated in Equation (1). In this way, the overall bending stress level is reduced, which also ultimately reduces the stress intensity factor that can be estimated via Equation (2).
일부 실시에서, 절첩가능한 특징부를 갖는 절첩가능한 전자 장치는 스택 조립체(100)를 포함할 수 있다. 절첩가능한 특징부는 예를 들어 디스플레이, 인쇄 회로 기판, 하우징 또는 전자 장치와 관련된 다른 특징부일 수 있다. 예를 들어, 절첩가능한 특징부가 디스플레이일 때, 스택 조립체(100)는 실질적으로 투명할 수 있다. 게다가, 스택 조립체(100)는 앞에서 서술된 연필 경도, 굽힘 반경 및/또는 천공 저항성 성능을 가질 수 있다. 한 예시 실시에서, 절첩가능한 전자 장치는 상기한 내용에 따라서 서술된 스택 조립체(100)를 포함하거나 또는 다른 방식으로 함입하는 착용가능한 전자 장치, 예컨대 시계, 지갑 또는 팔찌이다. 본원에서 정의되는 바와 같이, "절첩가능한"은 완전 절첩, 부분 절첩, 굽힘, 휨, 및 다중절첩 성능을 포함한다.In some implementations, a foldable electronic device having a foldable feature may include a stack assembly (100). The foldable feature may be, for example, a display, a printed circuit board, a housing, or other feature associated with the electronic device. For example, when the foldable feature is a display, the stack assembly (100) may be substantially transparent. Additionally, the stack assembly (100) may have the pencil hardness, bend radius, and/or puncture resistance performances described above. In one example implementation, the foldable electronic device is a wearable electronic device, such as a watch, a wallet, or a bracelet, that includes or otherwise incorporates the stack assembly (100) described above. As defined herein, "foldable" includes full folding, partial folding, bending, flexing, and multi-folding capabilities.
도 1c와 관련해서, 압축 응력 영역(60a)을 발생시키기 위해 이온 교환 공정에 의존하는 스택 조립체(100a)의 단면을 묘사한다. 스택 조립체(100a)는 도 1-1b에 묘사된 스택 조립체(100)와 유사하고, 같은 숫자를 매긴 요소는 대등한 구조 및 기능을 갖는다. 그러나, 스택 조립체(100a)에서는, 유리 부재(50)의 압축 응력 영역(60a)이 이온 교환 공정을 통해 발생될 수 있다. 즉, 압축 응력 영역(60a)은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함할 수 있고, 이온-교환된 금속 이온은 영역(60a)에 압축 응력을 생성하도록 선택된다. 스택 조립체(100a)의 일부 측면에서, 이온-교환된 금속 이온은 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는다. 이온-교환가능한 이온 (예를 들어, Na+ 이온)은 이온 교환 공정으로 처리되기 전의 유리 부재(50) 및 층 (50a)에 존재한다. 이온-교환하는 이온 (예를 들어, K+ 이온)이 유리 부재(50) 및 층(50a) 안에 함입되어 이온-교환가능한 이온 중 일부를 교체할 수 있다. 유리 부재(50) 및 층(50a) 내에 이온-교환하는 이온, 예를 들어 K+ 이온의 함입은 이온-교환하는 이온을 함유하는 용융된 염 조(예를 들어, 용융된 KNO3 염)에 유리 부재 또는 층을 침지시킴으로써 달성될 수 있다. 이 예에서, K+ 이온은 Na+ 이온보다 큰 원자 반경을 가지고, 유리 내에 존재하는 곳 어디에서든 국소 압축 응력을 생성하는 경향이 있다.With reference to FIG. 1c, a cross-section of a stack assembly (100a) is depicted that relies on an ion exchange process to develop a compressive stress region (60a). The stack assembly (100a) is similar to the stack assembly (100) depicted in FIGS. 1-1b, with like-numbered elements having comparable structures and functions. However, in the stack assembly (100a), the compressive stress region (60a) of the glass member (50) can be developed via an ion exchange process. That is, the compressive stress region (60a) can include a plurality of ion-exchangeable metal ions and a plurality of ion-exchanged metal ions, wherein the ion-exchanged metal ions are selected to create a compressive stress in the region (60a). In some aspects of the stack assembly (100a), the ion-exchanged metal ions have an atomic radius greater than the atomic radius of the ion-exchangeable metal ions. Ion-exchangeable ions (e.g., Na+ ions) are present in the glass member (50) and layer (50a) prior to being subjected to the ion exchange process. Ion-exchanging ions (e.g., K+ ions) can be incorporated into the glass member (50) and layer (50a) to replace some of the ion-exchangeable ions. Incorporation of the ion-exchanging ions, e.g., K+ ions, into the glass member (50) and layer (50a) can be accomplished by immersing the glass member or layer in a molten salt bath containing the ion-exchanging ions (e.g., molten KNO3 salt). In this example, the K+ ions have a larger atomic radius than the Na+ ions and tend to generate localized compressive stresses wherever they are present in the glass.
이용되는 이온-교환하는 공정 조건에 의존해서, 이온-교환하는 이온은 제1 주요 표면(54a)에서부터 아래로 제1 이온 교환 깊이(62a)까지 부여될 수 있고, 압축 응력 영역(60a)을 위한 이온 교환 층 깊이 ("DOL")를 확립할 수 있다. 마찬가지로, 도 1c에 묘사된 바와 같이 제2 주요 표면(56a)에서부터 아래로 제2 이온 교환 깊이(63a)까지 제2 압축 응력 영역(60a)이 발생될 수 있다. 그러한 이온 교환 공정으로 DOL 내에 100 MPa를 훨씬 초과하는 압축 응력 수준이 달성될 수 있고, 최고 2000 MPa까지 높을 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 압축 응력 영역(60a) (및 존재할 때, 제2 영역 (60a))에서 압축 응력 수준은 굽힘력(42)으로부터 생성되는 스택 조립체(100a), 유리 부재(50) 및 유리 층(50a)에 생성된 인장 응력을 상쇄하는 역할을 할 수 있다.Depending on the ion-exchanging process conditions utilized, the ion-exchanging ions can be imparted from the first major surface (54a) downward to a first ion exchange depth (62a) to establish an ion exchange depth of layer (“DOL”) for the compressive stress region (60a). Similarly, a second compressive stress region (60a) can be developed from the second major surface (56a) downward to a second ion exchange depth (63a), as depicted in FIG. 1c. Such an ion exchange process can achieve compressive stress levels within the DOL that are well in excess of 100 MPa, and can be as high as 2000 MPa. As noted above, the compressive stress levels in the compressive stress region (60a) (and, when present, the second region (60a)) can serve to offset the tensile stresses generated in the stack assembly (100a), the glass element (50), and the glass layers (50a) resulting from the bending force (42).
다시, 도 1c와 관련해서, 스택 조립체(100a)의 일부 측면은 1개 이상의 가장자리 압축 응력 영역(59a)을 포함할 수 있고, 각 압축 응력 영역은 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의된다. 유리 부재(50)에서 가장자리 압축 응력 영역(59a)은 가장자리(58b)로부터 아래로 가장자리 깊이(59b)까지 확립될 수 있다. 압축 응력 영역(60a)을 생성하는 데 이용되는 이온-교환하는 공정과 본질상 유사한 이온-교환하는 공정을 이용하여 가장자리 압축 응력 영역(59a)을 생성할 수 있다. 더 특히, 가장자리 압축 응력 영역(59a)은 가장자리(58b)의 면을 가로질러서 예를 들어 유리 부재(50)의 굽힘을 통해 가장자리(58b)에서 생성되는 인장 응력을 상쇄하는 데 이용될 수 있다. 대안적으로, 또는 그에 추가하여, 이론에 의해 얽매이지 않지만, 압축 응력 영역(59a)은 심지어 가장자리(58b)에서 또는 가장자리(58b) 근처에서의 충격 또는 마모로부터 불리한 영향을 상쇄할 수 있다.Again, with respect to FIG. 1c, some aspects of the stack assembly (100a) may include one or more edge compressive stress regions (59a), each defined by a compressive stress of greater than or equal to 100 MPa. In the glass element (50), the edge compressive stress region (59a) may be established from the edge (58b) down to an edge depth (59b). The edge compressive stress region (59a) may be created using an ion-exchange process that is substantially similar to the ion-exchange process used to create the compressive stress region (60a). More particularly, the edge compressive stress region (59a) may be used to offset tensile stresses created at the edge (58b) across the face of the edge (58b), for example, through bending of the glass element (50). Alternatively, or in addition, without being bound by theory, the compressive stress region (59a) may even offset adverse effects from impact or wear at or near the edge (58b).
도 1d에서는, 압축 응력 영역(60b)을 발생시키기 위해 유리 층(50a)의 영역들 사이의 열 팽창 계수 ("CTE")의 불일치에 의존하는 스택 조립체(100b)를 묘사한다. 스택 조립체(100b)는 도 1-1b에 묘사된 스택 조립체(100)와 유사하고, 같은 숫자가 매겨진 요소는 대등한 구조 및 기능을 갖는다. 그러나, 스택 조립체(100b)에서는, 유리 부재(50)의 압축 응력 영역(60b)이 층(50a) 자체 내에서의 CTE 차이에 의존하는 유리 층(50a)의 맞춤 구조에 의해 발생될 수 있다. 특히, 유리 층(50a)은 코어 영역(55a) 및 코어 영역(55a) 상에 배치된 제1 및 제2 클래드 영역(57a)을 포함한다. 주목할 것은, 코어 영역(55a)의 CTE가 클래드 영역(57a)의 CTE보다 크다. 제작시 유리 층(50a)이 냉각된 후, 코어 영역(55a)과 클래드 영역(57a) 사이의 CTE 차이가 냉각 동안 불균등한 부피 수축을 야기하여, 도 1d에 나타낸 바와 같이 제1 주요 표면(54a) 및 제2 주요 표면(56a) 각각의 아래의 클래드 영역(57a)에 압축 응력 영역(60b)의 발생을 야기한다. 환언하면, 코어 영역(55a) 및 클래드 영역(57a)을 고온에서 서로 친밀 접촉시키고; 그 다음, 영역(55a) 및 (57a)을 저온으로 냉각시키고, 이렇게 함으로써 낮은 CTE 클래드 영역(57a)에 비해 높은 CTE 코어 영역(55a)의 더 큰 부피 변화가 클래드 영역(57a)에 압축 응력 영역(60b)을 생성한다.In FIG. 1d, a stack assembly (100b) is depicted that relies on a coefficient of thermal expansion ("CTE") mismatch between regions of the glass layers (50a) to develop a compressive stress region (60b). The stack assembly (100b) is similar to the stack assembly (100) depicted in FIGS. 1-1b, with like-numbered elements having comparable structures and functions. However, in the stack assembly (100b), the compressive stress region (60b) of the glass element (50) can be developed by a tailored structure of the glass layers (50a) that relies on a CTE difference within the layers (50a) themselves. In particular, the glass layers (50a) include a core region (55a) and first and second clad regions (57a) disposed over the core region (55a). Notably, the CTE of the core region (55a) is greater than the CTE of the clad regions (57a). After the glass layer (50a) is cooled during manufacturing, the CTE difference between the core region (55a) and the clad region (57a) causes unequal volume shrinkage during cooling, which causes the generation of a compressive stress region (60b) in the clad region (57a) beneath each of the first major surface (54a) and the second major surface (56a), as shown in FIG. 1d. In other words, the core region (55a) and the clad region (57a) are brought into intimate contact with each other at a high temperature; and then the regions (55a) and (57a) are cooled to a low temperature, thereby causing a larger volume change in the high CTE core region (55a) compared to the low CTE clad region (57a) to create a compressive stress region (60b) in the clad region (57a).
다시, 도 1d와 관련해서, CTE에 의해 발생된 압축 응력 영역(60b)은 유리 층의 제1 주요 표면(54a)에서부터 아래로 CTE 영역 깊이(62b)까지, 및 제2 주요 표면(56a)에서부터 아래로 CTE 영역 깊이(63b)까지 달하고, 이렇게 해서 CTE-관련 DOL을 확립한다. 일부 측면에서, 압축 응력 영역(60b)에서의 압축 응력 수준은 150 MPa를 초과할 수 있다. 코어 영역(55a)과 클래드 영역(57a) 사이의 CTE 값의 차이를 최대화하는 것은 제작 후 부재(50)의 냉각시 압축 응력 영역(60b)에서 발생되는 압축 응력의 크기를 증가시킬 수 있다.Again, with respect to FIG. 1d, the compressive stress region (60b) induced by the CTE extends from the first major surface (54a) of the glass layer downward to the CTE region depth (62b), and from the second major surface (56a) downward to the CTE region depth (63b), thereby establishing the CTE-related DOL. In some aspects, the compressive stress level in the compressive stress region (60b) can exceed 150 MPa. Maximizing the difference in CTE values between the core region (55a) and the clad region (57a) can increase the magnitude of the compressive stress developed in the compressive stress region (60b) upon cooling of the member (50) after fabrication.
스택 조립체(100b)의 일부 측면에서는, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 코어 영역(55a)은 코어 영역 두께(55b)를 가지고, 클래드 영역(57a)은 클래드 두께(57b)를 갖는다. 이 측면에서는, 코어 영역 두께(55b)를 클래드 영역 두께(57b)의 합으로 나눈 두께 비를 3 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 클래드 영역(57a)의 크기 및/또는 CTE에 대해 코어 영역(55a)의 크기 및/또는 그의 CTE를 최대화하는 것은 스택 조립체(100b)의 압축 응력 영역(60b)에서 관찰되는 압축 응력 수준의 크기를 증가시키는 역할을 할 수 있다.In some aspects of the stack assembly (100b), as shown in FIG. 1d, the core region (55a) has a core region thickness (55b) and the clad region (57a) has a clad thickness (57b). In this aspect, it is preferable to set a thickness ratio of the core region thickness (55b) divided by the sum of the clad region thicknesses (57b) to 3 or greater. In this way, maximizing the size and/or CTE of the core region (55a) relative to the size and/or CTE of the clad region (57a) can serve to increase the magnitude of the compressive stress level observed in the compressive stress region (60b) of the stack assembly (100b).
또 다른 측면에 따르면, 도 2는 복수의 유리 층(50a) (예를 들어, 2개의 층(50a), 3개의 층(50a), 4개의 층(50a) 등)을 갖는 유리 부재(50)를 갖는 스택 조립체(100c)를 묘사한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 함께 스택으로 쌓인 3개의 유리 층(50a)이 유리 부재(50)를 구성한다. 도 2에 나타낸 바와 같이 각 층(50a)에 압축 응력 영역(60)이 존재할 수 있다. 층(50a)들은 함께 직접적으로 스택으로 쌓일 수 있거나, 또는 일부 측면에서는, 그들 사이에 유연성 개재층이 배치될 수 있다. 게다가, 스택 조립체(100c)의 일부 측면에서는, 유리 부재(50) 내의 모든 층(50a)에서 압축 응력 영역(60)이 요구되지는 않는다. 바람직하게는, 압축 응력 영역(60)은 부재(50)의 가장 위에 있는 층(50a)에 존재한다. 추가로, 또한, 일부 측면에서는, 1개 이상의 층(50a)에 가장자리 압축 응력 영역(59a)(도 1c 및 상응하는 설명을 참고한다), 압축 응력 영역(60a) (도 1c 및 상응하는 설명을 참고한다), 및/또는 압축 응력 영역 (60b) (도 1d 및 상응하는 설명을 참고한다)을 포함하는 것이 바람직하다.In another aspect, FIG. 2 depicts a stack assembly (100c) having a glass element (50) having a plurality of glass layers (50a) (e.g., two layers (50a), three layers (50a), four layers (50a), etc.). As shown in FIG. 2, three glass layers (50a) stacked together constitute the glass element (50). As shown in FIG. 2, a compressive stress region (60) may be present in each of the layers (50a). The layers (50a) may be stacked directly together, or, in some aspects, a flexible interlayer may be disposed between them. Furthermore, in some aspects of the stack assembly (100c), the compressive stress region (60) is not required in all of the layers (50a) within the glass element (50). Preferably, the compressive stress region (60) is present in the uppermost layer (50a) of the element (50). Additionally, also, in some aspects, it is desirable to include an edge compressive stress region (59a) (see FIG. 1c and corresponding description), a compressive stress region (60a) (see FIG. 1c and corresponding description), and/or a compressive stress region (60b) (see FIG. 1d and corresponding description) in one or more layers (50a).
일반적으로, 스택 조립체(100c)의 층(50a)들은 유리 부재(50)의 굽힘 시에 서로에 대해 움직임을 허용하도록 구성되거나 (도 2a를 참고한다); 또는 층(50a)들은 서로 느슨하게 커플링된다. 각 층(50a)이 그 위의 층을 지지하기 때문에 층(50a)들을 스택으로 쌓음으로써 얻은 유리 부재(50)의 집합적 두께는 부재(50)의 천공 저항성을 증가시킨다. 게다가, 굽힘 동안에 유리 층(50a)들이 서로에 대해 움직이는 능력은 굽힘 반경(40)으로 굽힐 때 각 층(50a)에 생성되는 인장 응력의 양을 감소시킨다. 이것은 식 (1)에 의해 추정한 바와 같이 (부재(50)의 두께가 아니라) 각 층(50a)의 두께가 인장 응력 생성에 있어서 기여 인자이기 때문이다. 일반적으로 각 층(50a)이 굽힘 응력 생성에 관해서 그의 인접하는 층(50a)으로부터 탈커플링되기 때문에, 스택 조립체(100c)의 일부 측면은 스택 조립체 내에 존재하는 각 층(50a) 내에 압축 응력 영역(60)을 함입한다. 스택 조립체(100c)의 일부 측면에서는, 유리 부재(50)의 제1 주요 표면(54) 상에 (즉, 가장 위에 있는 층(50a)의 제1 주요 표면 상에) 제2 층(70)이 배치될 수 있다. 이 목적으로 이용되는 제2 층(70)은 스택 조립체(100)와 관련해서 앞에서 개요한 제2 층(70)과 대등한 구조 및 기능을 갖는다. 대안적으로, 또는 그에 추가하여, 제2 층(70)은 가장 낮은 층(50a)의 제2 주요 표면 상에; 및/또는 스택 조립체(100c)의 임의의 층(50a)의 한 주요 표면 상에 또는 두 주요 표면 상에 이용될 수 있다.Typically, the layers (50a) of the stack assembly (100c) are configured to allow movement relative to one another during bending of the glass element (50) (see FIG. 2a); or the layers (50a) are loosely coupled to one another. The collective thickness of the glass element (50) obtained by stacking the layers (50a) increases the puncture resistance of the element (50) because each layer (50a) supports the layer above it. Furthermore, the ability of the glass layers (50a) to move relative to one another during bending reduces the amount of tensile stress generated in each layer (50a) when bent to a bend radius (40). This is because the thickness of each layer (50a) (rather than the thickness of the element (50)) is a contributing factor to the generation of tensile stress, as estimated by Equation (1). Since each layer (50a) is generally decoupled from its adjacent layer (50a) with respect to bending stress generation, some aspects of the stack assembly (100c) incorporate a compressive stress region (60) within each layer (50a) present within the stack assembly. In some aspects of the stack assembly (100c), a second layer (70) may be disposed on the first major surface (54) of the glass element (50) (i.e., on the first major surface of the uppermost layer (50a)). The second layer (70) utilized for this purpose has a structure and function comparable to the second layer (70) outlined above with respect to the stack assembly (100). Alternatively, or in addition, the second layer (70) may be utilized on the second major surface of the lowest layer (50a); and/or on one major surface or on both major surfaces of any layer (50a) of the stack assembly (100c).
도 3 및 3b와 관련해서, 본 개시내용의 추가의 측면에 따른 스택 조립체 (또는 유리 물품)(100d)를 묘사한다. 스택 조립체(100d)는 그의 유리 층(50a)의 두께(52a)보다 큰 두께(92)를 갖는 유리 구조물(90)을 포함한다. 유리 층(50a)은 제1 주요 표면(54a) 및 제2 주요 표면(56a)을 포함한다. 또한, 제1 주요 표면(54a)은 유리 구조물(90)의 제1 주요 표면에까지 연장될 수 있다 (도 3 및 3b). 일부 측면에서는, 유리 구조물(90)이 125 ㎛ 이상의 두께(92)를 갖는다. 예시 실시양태에 따르면, 유리 층의 두께(52a)는 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛으로 설정될 수 있다. 스택 조립체(100d)의 일부 측면에서는, 유리 층(50a) 및 유리 구조물(90)의 제1 주요 표면(54a) 상에 제2 층(70)이 배치될 수 있다. 스택 조립체(100d)에서 이 목적으로 이용되는 제2 층(70)은 스택 조립체(100)와 관련해서 앞에서 개요한 제2 층(70)과 대등한 구조 및 기능을 갖는다.Referring now to FIGS. 3 and 3b, a stack assembly (or glass article) (100d) according to an additional aspect of the present disclosure is depicted. The stack assembly (100d) includes a glass structure (90) having a thickness (92) greater than a thickness (52a) of its glass layer (50a). The glass layer (50a) includes a first major surface (54a) and a second major surface (56a). Additionally, the first major surface (54a) can extend to the first major surface of the glass structure (90) ( FIGS. 3 and 3b ). In some aspects, the glass structure (90) has a thickness (92) of greater than or equal to 125 μm. According to exemplary embodiments, the thickness (52a) of the glass layer can be set from about 20 μm to about 125 μm. In some aspects of the stack assembly (100d), a second layer (70) may be disposed on the glass layer (50a) and the first major surface (54a) of the glass structure (90). The second layer (70) used for this purpose in the stack assembly (100d) has a structure and function equivalent to the second layer (70) outlined above in relation to the stack assembly (100).
도 3 및 3b에 나타낸 바와 같이, 스택 조립체/유리 물품(100d)의 유리 구조물(90) 및 유리 층(50a)은 서로에 대해서 모놀리식이다. 그러나, 일부 측면에서는, 유리 구조물(90)이 유리 층(50a)과 결합되거나 또는 다른 방식으로 접합된 별개의 부품일 수 있다. 게다가, 스택 조립체(100d)에서는, 유리 층(50a)이 유리 구조물의 실질적으로 평행한 가장자리(98) 사이에서 유리 구조물(90)의 중앙 영역(96)에 배열된다. 일부 측면에서 및 도 3 및 3b에 묘사된 바와 같이, 유리 층(50a) 및 중앙 영역(96)은 평행한 가장자리 (98) 각각으로부터 어떤 거리로 떨어져서 이격된다. 다른 측면에서, 유리 층(50a) 및 중앙 영역(96)은 다른 한 실질적으로 평행한 가장자리(98)보다 한 가장자리(98)에 더 가깝게 이격될 수 있다.As illustrated in FIGS. 3 and 3b, the glass structure (90) and the glass layers (50a) of the stack assembly/glass article (100d) are monolithic with respect to one another. However, in some aspects, the glass structure (90) may be a separate component that is joined or otherwise bonded to the glass layers (50a). Additionally, in the stack assembly (100d), the glass layers (50a) are arranged in a central region (96) of the glass structure (90) between substantially parallel edges (98) of the glass structure. In some aspects and as depicted in FIGS. 3 and 3b, the glass layers (50a) and the central region (96) are spaced apart from each of the parallel edges (98) by some distance. In other aspects, the glass layers (50a) and the central region (96) may be spaced closer to one edge (98) than to the other substantially parallel edge (98).
도 3 및 3b에 묘사된 스택 조립체 (또는 유리 물품)(100d)에서, 유리 구조물(90) 안에 함입된 유리 층(50a)은 스택 조립체(100), (100a) 및 (100b)와 관련해서 앞에서 서술된 유리 층(50a)과 본질적으로 동일하다. 이와 같이, 스택 조립체(100d)에 이용되는 유리 층(50a)은 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서부터 아래로 제1 깊이(62a)까지 미치는 압축 응력 영역(60), (60a) 또는 (60b)을 포함한다. 스택 조립체(100d)의 일부 측면에 따르면, 또한, 유리 층(50a) 내의 압축 응력 영역(60), (60a) 또는 (60b)은 횡방향으로는 유리 구조물(90) 안으로까지 미칠 수 있다. 모든 측면에서 요구되지는 않지만, 유리 층(50a) 및 유리 구조물(90) 전체에 걸쳐서 압축 응력 영역(60), (60a) 또는 (60b)의 포함은 제조가능성 이익을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 공정을 이용해서 한 침지 단계에서 유리 층(50a) 및 유리 구조물(90) 둘 다에 압축 응력 영역(60) 또는 (60a)을 발생시킬 수 있다.In the stack assembly (or glass article) (100d) depicted in FIGS. 3 and 3b, the glass layer (50a) embedded within the glass structure (90) is essentially the same as the glass layer (50a) described above with respect to the stack assembly (100), (100a) and (100b). As such, the glass layer (50a) utilized in the stack assembly (100d) includes a compressive stress region (60), (60a) or (60b) extending from a first major surface (54a) of the glass layer (50a) downward to a first depth (62a). In some aspects of the stack assembly (100d), the compressive stress region (60), (60a) or (60b) within the glass layer (50a) may also extend laterally into the glass structure (90). Although not required in all respects, the inclusion of a compressive stress region (60), (60a) or (60b) throughout the glass layer (50a) and glass structure (90) can provide manufacturability benefits. For example, an ion exchange process can be used to generate a compressive stress region (60) or (60a) in both the glass layer (50a) and glass structure (90) in one immersion step.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 스택 조립체(100d) (또는 유리 물품)는 일정한 굽힘 반경(40)으로 유리 층(50a)을 굽히는 굽힘력(42)을 받을 수 있다. 일반적으로 유리 층(50a)의 두께(52a)가 유리 구조물(90)의 두께(92)보다 작기 때문에, 굽힘력(42)은 유리 층(50a)에서는 굽힘 변위를 야기하고 유리 구조물(90)의 인접하는 구역에서는 굽힘을 거의 또는 전혀 야기하지 않는 경향이 있다. 이와 같이, 두께(52a)를 유리 구조물(90)의 두께(92) 미만의 수준으로 최소화함으로써 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서 굽힘 응력 및 응력 세기 수준이 감소된다. 그럼에도 불구하고, 유리 구조물(90)의 증가된 두께(92)는 스택 조립체(100d)의 대부분에 추가의 천공 저항성 (즉, 유리 층(50a)을 함유하는 중앙 영역(96)에서의 천공 저항성을 초과함)을 제공한다.As shown in FIG. 3a, the stack assembly (100d) (or glass article) can be subjected to a bending force (42) that bends the glass layer (50a) with a constant bend radius (40). Since the thickness (52a) of the glass layer (50a) is typically less than the thickness (92) of the glass structure (90), the bending force (42) tends to cause bending displacement in the glass layer (50a) and little or no bending in adjacent regions of the glass structure (90). In this way, by minimizing the thickness (52a) to a level less than the thickness (92) of the glass structure (90), the bending stress and stress intensity levels at the first major surface (54a) of the glass layer (50a) are reduced. Nonetheless, the increased thickness (92) of the glass structure (90) provides additional puncture resistance to a majority of the stack assembly (100d) (i.e., exceeding the puncture resistance in the central region (96) containing the glass layer (50a)).
스택 조립체(100d)의 일부 추가의 측면에서, 유리 층(50a) 및 제2 주요 표면(56a) 아래의 중앙 영역(96)은 일반적으로 비-유연성 중합체 층으로 추가로 보강될 수 있다. 이 보강은 유리 구조물(90)의 천공 저항성에 비해 유리 층(50a)에서의 임의의 감소된 천공 저항성을 상쇄하는 경향이 있을 수 있다. 게다가, 스택 조립체(100d)의 유리 층(50a)에 이용되는 압축 응력 영역(60), (60a) 또는 (60b)은 스택 조립체(100a) 및 (100b)와 관련해서 앞에서 개요한 이온 교환 공정 및/또는 CTE 불일치 개념 (도 1c 및 1d 및 상응하는 설명을 참고한다)을 통해 발생될 수 있다.In some additional aspects of the stack assembly (100d), the central region (96) beneath the glass layer (50a) and the second major surface (56a) may be further reinforced with a generally non-flexible polymer layer. This reinforcement may tend to offset any reduced puncture resistance in the glass layer (50a) relative to the puncture resistance of the glass structure (90). Additionally, the compressive stress region (60), (60a) or (60b) utilized in the glass layer (50a) of the stack assembly (100d) may be developed via the ion exchange process and/or CTE mismatch concepts outlined above with respect to the stack assemblies (100a) and (100b) (see FIGS. 1c and 1d and the corresponding descriptions).
도 4, 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이, 두께(52e), 제1 주요 표면(54e) 및 제2 주요 표면(56e)을 갖는 유리 층(50e)을 포함하는 유리 물품 또는 스택 조립체(100e)가 제공된다. 또한, 제1 주요 표면(54e)은 유리 구조물(90)의 제1 주요 표면에까지 연장될 수 있다 (도 4 및 4b를 참고한다). 일부 측면에서, 유리 구조물(90)은 125 ㎛ 이상의 두께(92)를 갖는다. 예시 실시양태에 따르면, 유리 층(50e)의 두께(52e)는 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛로 설정될 수 있다. 스택 조립체(100e)의 일부 측면에서는, 유리 층(50e)의 제1 주요 표면(54e) 상에 및/또는 유리 구조물(90)의 한 주요 표면 또는 두 주요 표면 상에 제2 층(70)이 배치될 수 있다. 스택 조립체(100e)에서 이 목적으로 이용되는 제2 층(70)은 스택 조립체(100)와 관련해서 앞에서 개요한 제2 층(70)과 대등한 구조 및 기능을 갖는다. 또한, 제2 주요 표면(56e) 상에 제2 층(70)이 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 4, 4a and 4b, a glass article or stack assembly (100e) is provided that includes a glass layer (50e) having a thickness (52e), a first major surface (54e) and a second major surface (56e). Additionally, the first major surface (54e) can extend to a first major surface of a glass structure (90) (see FIGS. 4 and 4b). In some aspects, the glass structure (90) has a thickness (92) of greater than or equal to 125 μm. According to exemplary embodiments, the thickness (52e) of the glass layer (50e) can be set from about 20 μm to about 125 μm. In some aspects of the stack assembly (100e), a second layer (70) can be disposed on the first major surface (54e) of the glass layer (50e) and/or on one or both major surfaces of the glass structure (90). The second layer (70) used for this purpose in the stack assembly (100e) has a structure and function equivalent to the second layer (70) outlined above in relation to the stack assembly (100). In addition, the second layer (70) may be arranged on the second main surface (56e).
도 4 및 4b에 묘사된 스택 조립체 (또는 유리 물품)(100e)에서, 유리 구조물(90) 내에 함입된 유리 층(50e)은 스택 조립체(100), (100a) 및 (100b)와 관련해서 앞에서 서술된 유리 층(50a)과 본질적으로 동일하다. 게다가, 스택 조립체(100e)의 구조 및 배열은 도 3, 3a 및 3b와 관련해서 앞에서 서술된 스택 조립체(100d)와 유사하다. 그러나, 스택 조립체(100e)에 이용되는 유리 층(50e)은 압축 응력 영역(60)을 포함하지 않는다.In the stack assembly (or glass article) (100e) depicted in FIGS. 4 and 4b, the glass layer (50e) embedded within the glass structure (90) is essentially the same as the glass layer (50a) described above with respect to the stack assemblies (100), (100a) and (100b). Furthermore, the structure and arrangement of the stack assembly (100e) are similar to the stack assembly (100d) described above with respect to FIGS. 3, 3a and 3b. However, the glass layer (50e) utilized in the stack assembly (100e) does not include a compressive stress region (60).
도 4a에 나타낸 바와 같이, 스택 조립체(100e) (또는 유리 물품)는 일정한 굽힘 반경(40)으로 유리 층(50e)을 굽히는 굽힘력(42)을 받을 수 있다. 일반적으로 유리 층(50e)의 두께(52e)가 유리 구조물(90)의 두께(92)보다 작기 때문에, 굽힘력(42)은 유리 층(50e)에서 굽힘 변위를 야기하고 유리 구조물(90)의 인접하는 구역에서는 굽힘을 거의 또는 전혀 야기하지 않는 경향이 있다. 이와 같이, 두께(52e)를 유리 구조물(90)의 두께(92) 미만의 수준으로 최소화함으로써 유리 층(50e)의 제1 주요 표면(54e)에서 굽힘 응력 및 응력 세기 수준이 감소된다.As shown in FIG. 4a, the stack assembly (100e) (or glass article) can be subjected to a bending force (42) that bends the glass layer (50e) with a constant bend radius (40). Since the thickness (52e) of the glass layer (50e) is typically less than the thickness (92) of the glass structure (90), the bending force (42) tends to cause bending displacement in the glass layer (50e) and little or no bending in adjacent regions of the glass structure (90). In this way, by minimizing the thickness (52e) to a level less than the thickness (92) of the glass structure (90), the bending stress and stress intensity levels at the first major surface (54e) of the glass layer (50e) are reduced.
그러나, 스택 조립체(100e) (또는 유리 물품)에서, 유리 구조물(90)의 증가된 두께(92)는 조립체의 대부분에 추가의 천공 저항성 (즉, 유리 층(50e)을 함유하는 중앙 영역(96)에서의 천공 저항성을 초과함)을 제공한다. 도 5에 묘사된 결과에 의해 입증되는 바와 같이, 천공 저항성 및 유리 두께는 상관 있을 수 있다. 도 5의 결과는 116, 102, 87, 71, 60, 49, 33 및 25 ㎛를 포함하는 두께를 갖는 다양한 유리 샘플의 천공 저항성을 측정함으로써 생성되었다. 이 유리 샘플은 15 vol% HF 및 15 vol% HCl을 갖는 에칭 용액을 이용해서 130 ㎛ 두께 유리 샘플을 상기 두께 수준으로 에칭함으로써 제조하였다. 천공 저항성 시험은 가요성 디스플레이 장치의 구조를 시뮬레이션하기 위해 375 ㎛ 유연성 층 스택에 적층된 각 유리 샘플에 대해서 수행하였다. 375 ㎛ 두께 유연성 층 스택은 다음 층들로 이루어졌다: (a) 50 ㎛ 두께 PSA 층 (b) 100 ㎛ 두께 PET 층, 및 (c) 100 ㎛ 두께 PSA 층 및 (d) 125 ㎛ 두께 PET 층. 일단 각 유리 샘플 (예를 들어, 116 ㎛ 두께 유리, 102 ㎛ 두께 유리 등)을 375 ㎛ 두께 유연성 층 스택에 적층하였 때, 200 ㎛ 직경 스테인레스강 팁을 갖는 편평한 팁 프로브를 유연성 층 스택으로부터 반대쪽에 있는 유리 샘플의 주요 표면 안으로 밀어넣었다. 그 다음, 파손 (광학 현미경으로 시각적 관찰에 의해 확인됨) 및 파손시의 힘 (단위 ㎏f)이 측정될 때까지 팁을 샘플 안으로 전진시켰다. 이 시험으로부터의 결과를 도 5에 플롯하였다.However, in the stack assembly (100e) (or glass article), the increased thickness (92) of the glass structure (90) provides additional puncture resistance to the majority of the assembly (i.e., exceeding the puncture resistance in the central region (96) containing the glass layers (50e)). As evidenced by the results depicted in FIG. 5, puncture resistance and glass thickness can be correlated. The results in FIG. 5 were generated by measuring the puncture resistance of various glass samples having thicknesses including 116, 102, 87, 71, 60, 49, 33, and 25 μm. The glass samples were prepared by etching a 130 μm thick glass sample to that thickness level using an etching solution having 15 vol% HF and 15 vol% HCl. Puncture resistance testing was performed on each glass sample laminated to a 375 μm flexible layer stack to simulate the structure of a flexible display device. The 375 μm thick flexible layer stack consisted of the following layers: (a) a 50 μm thick PSA layer, (b) a 100 μm thick PET layer, and (c) a 100 μm thick PSA layer and (d) a 125 μm thick PET layer. Once each glass sample (e.g., 116 μm thick glass, 102 μm thick glass, etc.) was laminated to the 375 μm thick flexible layer stack, a flat tip probe with a 200 μm diameter stainless steel tip was pushed into the major surface of the glass sample opposite the flexible layer stack. The tip was then advanced into the sample until failure (as confirmed by visual observation under an optical microscope) and the force at failure (in kgf) was measured. The results from this test are plotted in Fig. 5.
도 5로부터의 결과가 입증하는 바와 같이, 유리 층 두께를 각각 약 116 ㎛로부터 약 25 ㎛로 감소시킴으로 인해서 유리 샘플의 천공 저항성이 약 2.5 ㎏f로부터 약 0.4 ㎏f로 감소하였다. 따라서, 이 유리 샘플의 천공 저항성은 유리 두께에 매우 의존하였다. 추가로, 도 5는 약 116 ㎛의 두께를 갖는 시험되는 유리 기판 샘플의 천공 저항성이 약 2.5 ㎏f임을 입증한다. 130 ㎛ 이상의 두께를 갖는 유리 기판의 이용을 통해서 3 ㎏f를 초과할 수 있는 천공 저항성 수준을 얻을 수 있다는 것이 외삽을 통해서 분명하다. 이와 같이, 스택 조립체(100e)의 한 측면 (도 4, 4a 및 4b를 참고한다)은 약 130 ㎛ 이상의 두께를 갖는 유리 구조물(90)을 이용해서 (더 얇은 유리 층(50e)을 함유하는 중앙 영역(96)에 근접하는 영역을 지나서 있는 스택 조립체(100e)의 영역에서) 3 ㎏f의 천공 저항성을 얻는다. 스택 조립체(100e)의 일부 추가의 측면에서, 유리 층(50e) 및 제2 주요 표면(56e) 아래의 중앙 영역(96)은 일반적으로 비-유연성 중합체 층으로 추가로 보강될 수 있다. 이 보강은 유리 구조물(90)의 증가된 천공 저항성에 비해 유리 층(50e)에서의 임의의 감소된 천공 저항성을 상쇄하는 경향이 있을 수 있다.As the results from FIG. 5 demonstrate, the puncture resistance of the glass sample decreased from about 2.5 kgf to about 0.4 kgf by decreasing the glass layer thickness from about 116 ㎛ to about 25 ㎛, respectively. Therefore, the puncture resistance of the glass sample was highly dependent on the glass thickness. Additionally, FIG. 5 demonstrates that the puncture resistance of the tested glass substrate sample having a thickness of about 116 ㎛ was about 2.5 kgf. It is clear by extrapolation that puncture resistance levels exceeding 3 kgf can be achieved by utilizing glass substrates having a thickness of 130 ㎛ or greater. In this way, one aspect of the stack assembly (100e) (see FIGS. 4, 4a and 4b) achieves a puncture resistance of 3 kgf (in a region of the stack assembly (100e) proximate the central region (96) containing the thinner glass layer (50e)) using a glass structure (90) having a thickness of greater than or equal to about 130 μm. In some additional aspects of the stack assembly (100e), the central region (96) beneath the glass layer (50e) and the second major surface (56e) may be further reinforced with a generally non-flexible polymer layer. This reinforcement may tend to offset any reduced puncture resistance in the glass layer (50e) relative to the increased puncture resistance of the glass structure (90).
스택 조립체(100e)에서, 유리 층(50e)의 두께(52e)는 일반적으로 유리 구조물(90)의 두께(92)보다 작다. 스택 조립체의 한 실시에서, 스택 조립체(100e)에서 ≤ 2 ㎜의 굽힘 반경은 약 20 내지 25 ㎛의 두께(52e)로 실현가능하다. 두께(52e)에 관해서 그러한 두께 수준을 얻기 위해서, 천공 저항성을 유지하기 위해 두께(92)를 더 높은 값으로 유지함과 동시에 스택 조립체(100e)에 선택적 에칭 공정을 수행할 수 있다.In the stack assembly (100e), the thickness (52e) of the glass layer (50e) is typically smaller than the thickness (92) of the glass structure (90). In one embodiment of the stack assembly, a bend radius of ≤ 2 mm in the stack assembly (100e) is feasible with a thickness (52e) of about 20 to 25 μm. In order to achieve such a thickness level with respect to the thickness (52e), a selective etching process can be performed on the stack assembly (100e) while maintaining the thickness (92) at a higher value to maintain puncture resistance.
한 예시 선택적 에칭 공정에서, 한 단계는 유리 구조물(90)의 두께(92)와 같은 실질적으로 일정한 두께를 갖는 유리 구조물을 제공하는 것이다. 그 다음, 유리 구조물(90)의 의도된 중앙 영역(96)에 인접하는 영역 (즉, 두께(52e)로 에칭될 영역)에서 유리 구조물(90)의 제2 주요 표면(56e) 상에 후속 에칭 단계 동안에 이 영역을 보호하거나 또는 다른 방식으로 차폐하기 위해 코팅 물질을 피복한다. 예를 들어, 이 물질은 적층 또는 스크린 인쇄 공정에 의해 유리 구조물(90) 상에 피복될 수 있는 필름 또는 잉크일 수 있다. 관련 분야의 통상의 기술자는 어떤 유형의 코팅 물질이 스택 조립체(100e)의 선택적 에칭 공정을 위해 선택되는 특정한 에칭제 조성물에 적당한지를 쉽게 이해할 것이다. 중앙 영역(96)에 인접해서 이 코팅 물질 등을 피복함으로써, 후속 에칭 단계에서 이용되는 산에 중앙 영역(96)만 노출될 것이다. 후속 에칭 단계 또는 단계들에서는, 차폐된 유리 구조물을 유리 층(50e)에 요망되는 두께(52e)를 달성하는 적정한 시간 동안 상기 서술에 따른 에칭 용액 (예를 들어, 15 vol% HF 및 15 vol% HCl)으로 처리할 수 있다. 선택적 에칭이 완결된 후 (예를 들어, 탈이온수로 에칭 용액을 씻어내는 것을 포함함), 선택적 에칭 공정에 이용되는 특정 차폐 물질에 의존해서 적당한 스트리퍼(stripper) 용액을 이용하여 차폐 물질을 박리할 수 있거나 또는 다른 방식으로 스트리핑할 수 있다.In one exemplary selective etching process, one step is to provide a glass structure having a substantially constant thickness (92) such as the thickness (92) of the glass structure (90). A coating material is then applied to a second major surface (56e) of the glass structure (90) adjacent to an intended central region (96) of the glass structure (90) to protect or otherwise shield this region during a subsequent etching step. For example, the material may be a film or an ink that can be applied onto the glass structure (90) by a lamination or screen printing process. One of ordinary skill in the art will readily understand which type of coating material is suitable for a particular etchant composition selected for the selective etching process of the stack assembly (100e). By applying such a coating material adjacent to the central region (96), only the central region (96) will be exposed to the acid utilized in the subsequent etching step. In a subsequent etching step or steps, the shielded glass structure can be treated with an etching solution (e.g., 15 vol% HF and 15 vol% HCl) as described above for a suitable period of time to achieve the desired thickness (52e) of the glass layer (50e). After the selective etching is complete (including, for example, rinsing off the etching solution with deionized water), the shielding material can be stripped or otherwise removed using a suitable stripper solution, depending on the particular shielding material utilized in the selective etching process.
다시, 스택 조립체(100e)를 제조하는 데 이용되는 선택적 에칭 공정과 관련해서, 에칭 단계 또는 단계들 동안에 가장자리(98)는 피복되지 않은 채로 둘 수 있다. 그 결과, 두께(52e)를 갖는 유리 층(50e)이 생성될 때, 이 가장자리(98)는 라이트 에칭된다. 가장자리(98)의 이 라이트 에칭은 그의 강도를 유익하게 개선할 수 있다. 특히, 선택적 에칭 공정이 이용되기 전에 유리 구조물을 자르는 데 이용되는 절단 또는 단일화 공정은 유리 구조물(90)의 표면 내에 결함 및 다른 결점을 남길 수 있다. 이 결함 및 결점은 응용 환경 및 사용으로부터 스택 조립체(100e)에 응력을 가하는 동안에 전파하여 유리 파단을 야기할 수 있다. 선택적 산 에칭 공정은 이 가장자리(98)를 경미하게 에칭함으로써 이 결함 중 적어도 일부를 제거할 수 있고, 이렇게 함으로써 스택 조립체(100e)의 가장자리의 강도 및/또는 파절 저항성을 증가시킨다.Again, with respect to the selective etching process utilized in manufacturing the stack assembly (100e), the edge (98) may be left uncovered during the etching step or steps. As a result, when the glass layer (50e) having the thickness (52e) is formed, the edge (98) is light etched. This light etching of the edge (98) may advantageously improve its strength. In particular, the cutting or singulating process utilized to cut the glass structure prior to the selective etching process being utilized may leave flaws and other imperfections within the surface of the glass structure (90). These flaws and imperfections may propagate during application and use stresses to the stack assembly (100e) and cause glass breakage. An optional acid etching process can remove at least some of these defects by slightly etching these edges (98), thereby increasing the strength and/or fracture resistance of the edges of the stack assembly (100e).
스택 조립체 (또는 유리 물품)(100e)에서, 유리 층(50e)은 (a) 층(50e)이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 층(50e)의 제2 주요 표면(56e)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 층(50e)의 제1 주요 표면(54e)에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 할 수 있다. 일부 측면에서, 유리 구조물(90)의 두께(92)는 125 ㎛ 이상일 수 있다. 추가의 측면에서, 유리 층(50e)의 두께(52e)는 굽힘 반경을 달성하기 위해 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛으로 설정될 수 있다. 예시 실시양태에 따르면, 유리 층(50e)의 두께 (52e)는 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 굽힘 반경을 달성하기 위해 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛로 설정될 수 있다. 일부 측면에서, 유리 층(50e) (예를 들어, 알칼리 무함유 알루미노-보로실리케이트 유리 조성물을 가짐)의 두께(52e)는 약 2 ㎜의 굽힘 반경, 및 약 1 ㎜의 굽힘 반경을 약간의 추가의 라이트 에칭으로 얻기 위해 약 25 ㎛ 이하일 수 있다.In a stack assembly (or glass article) (100e), the glass layer (50e) can be characterized by (a) no breakage when the layer (50e) is held at a bend radius of about 1 mm to about 5 mm for at least 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface (54e) of the layer (50e) by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, wherein the second major surface (56e) of the layer (50e) is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having a modulus of elasticity of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having a modulus of elasticity of less than about 10 GPa and a polyethylene terephthalate layer having a thickness of about 50 μm; and (c) a pencil hardness of greater than 8H. In some aspects, the thickness (92) of the glass structure (90) can be greater than or equal to 125 μm. In further aspects, the thickness (52e) of the glass layer (50e) can be set to about 20 μm to about 125 μm to achieve a bend radius. According to an exemplary embodiment, the thickness (52e) of the glass layer (50e) can be set to about 20 μm to about 30 μm to achieve a bend radius of about 1 mm to about 5 mm. In some aspects, the thickness (52e) of the glass layer (50e) (e.g., having an alkali-free alumino-borosilicate glass composition) can be about 25 μm or less to achieve a bend radius of about 2 mm, and a bend radius of about 1 mm with some additional light etching.
도 1-4b에 묘사된 스택 조립체(100-100e)는 제1 주요 표면(54a, 54e), 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50a) 내의 제1 깊이(62, 62a, 62b)까지 연장되는 압축 응력 영역(60, 60a, 60b) (즉, 스택 조립체(100-100d)의 경우), 및 최종 두께(52a, 52e)를 갖는 제1 유리 층(50a, 50e)을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 따라서 제작될 수 있다. 그것이 스택 조립체(100-100d) (도 1-3b를 참고한다)와 관련 있을 때, 압축 응력 영역(60, 60a, 60b)은 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의된다.The stack assembly (100-100e) depicted in FIGS. 1-4b can be manufactured according to a method including forming a first glass layer (50a, 50e) having a first major surface (54a, 54e), a compressive stress region (60, 60a, 60b) extending from the first major surface (54a) of the glass layer (50a) to a first depth (62, 62a, 62b) within the glass layer (50a) (i.e., for the stack assembly (100-100d)), and a final thickness (52a, 52e). As it relates to the stack assembly (100-100d) (see FIGS. 1-3b), the compressive stress region (60, 60a, 60b) is defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface (54a) of the layer (50a).
도 1-4b에 묘사된 스택 조립체(100-100e)를 생성하는 방법은 또한 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께(52)를 갖는 유리 부재(50)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 부재(50)는 유리 층(50a, 50e), 제1 주요 표면(54), 및 제2 주요 표면(56)을 추가로 포함한다. 이 측면에서, 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a, 50e)은 또한 (a) 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a, 50e)이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경(40)으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 부재(50)의 제2 주요 표면(56)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 PSA 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 PET 층에 의해 지지되고, 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a, 50e)의 제1 주요 표면(54, 54a,54e)에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 할 수 있다. 방법의 다른 측면에서, 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a, 50e)은 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 범위의 굽힘 반경에서 파손을 피하도록 구성될 수 있다. 일부 측면에서, 굽힘 반경(40)은 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위로 설정될 수 있다. 또한, 방법의 다른 측면에 따르면, 굽힘 반경(40)은 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a, 50e)에 파손을 야기하지 않도록 약 5 ㎜ 내지 7 ㎜의 범위로 설정될 수 있다.The method of forming the stack assembly (100-100e) depicted in FIGS. 1-4b may also include forming a glass element (50) having a thickness (52) of from about 25 μm to about 125 μm, wherein the element (50) further includes a glass layer (50a, 50e), a first major surface (54), and a second major surface (56). In this aspect, the glass element (50) or glass layer (50a, 50e) also exhibits: (a) no breakage when the glass element (50) or glass layer (50a, 50e) is held at a bend radius (40) of from about 3 mm to about 20 mm for greater than 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) the second major surface (56) of the glass element (50) is supported by (i) a PSA layer having an elastic modulus of less than about 1 GPa, about 25 μm thick, and (ii) a PET layer having an elastic modulus of less than about 10 GPa, and when a load is applied to the first major surface (54, 54a, 54e) of the glass element (50) or glass layer (50a, 50e) with a flat bottom having a diameter of 200 μm, the glass element (50) or glass layer (50a, 50e) can be characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf; and (c) a pencil hardness of greater than or equal to 8H. In another aspect of the method, the glass element (50) or glass layer (50a, 50e) can be configured to avoid breakage at a bend radius in a range of about 3 mm to about 10 mm. In some aspects, the bending radius (40) may be set in a range of about 1 mm to about 5 mm. Additionally, according to another aspect of the method, the bending radius (40) may be set in a range of about 5 mm to 7 mm so as not to cause breakage in the glass member (50) or the glass layers (50a, 50e).
상기 방법의 일부 측면에서, 제1 유리 층(50a, 50e)을 형성하는 단계는 다음 형성 공정 중 하나 이상을 이용한다: 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 또는 플로트. 유리 층(50a, 50e)의 최종 형상 인자 및/또는 최종 유리 층(50a, 50e)에 이용되는 유리 전구체의 중간 치수에 의존해서 다른 형성 공정이 이용될 수 있다.In some aspects of the method, the step of forming the first glass layer (50a, 50e) utilizes one or more of the following forming processes: melting, slot drawing, rolling, redrawing, or float. Other forming processes may be utilized depending on the final shape factor of the glass layer (50a, 50e) and/or the intermediate dimensions of the glass precursor utilized in the final glass layer (50a, 50e).
형성 공정은 추가로 유리 층(50a, 50e)을 최종 두께(52a, 52e)로 생성하도록 구성될 수 있고, 이와 같이, 최종 두께(52a, 52e)를 얻는 부-공정 단계를 포함할 수 있다. 제1 유리 층(50a, 50e)을 형성하는 단계는 유리 층(50a, 50e)으로부터 물질을 제거하여 최종 두께(52a, 52e)에 도달하도록 구성되는 물질 제거 공정을 포함할 수 있다. 이 분야의 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이 이 목적으로는 다양한 공지된 산 에칭/산 박화 공정이 이용될 수 있다. 예를 들어, 적당한 에칭 용액은 15 vol% HF 및 15 vol% HCl을 포함할 수 있다. 에칭 시간 및/또는 에칭 용액 농도를 조절함으로써, 유리 층(50a, 50e)에서 요망되는 최종 두께(52a, 52e)를 얻을 수 있다. 이 용액을 이용할 때의 예시 에칭률은 약 1.1 ㎛/분이다. 방법의 일부 측면에서, 최종 두께(52a, 52e)에 달하는 데 이용되는 물질 제거 공정은 추가로 제1 주요 표면(54a)에 근접해서 최대 결함 크기를 예를 들어 5 ㎛ 이하, 2.5 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 훨씬 더 낮게 감소시키도록 구성될 수 있다.The forming process may additionally be configured to form the glass layer (50a, 50e) to a final thickness (52a, 52e), and may thus include a sub-process step to obtain the final thickness (52a, 52e). The step of forming the first glass layer (50a, 50e) may include a material removal process configured to remove material from the glass layer (50a, 50e) to reach the final thickness (52a, 52e). As will be appreciated by those skilled in the art, various known acid etching/acid thinning processes may be utilized for this purpose. For example, a suitable etching solution may comprise 15 vol % HF and 15 vol % HCl. By controlling the etching time and/or the etching solution concentration, the desired final thickness (52a, 52e) in the glass layer (50a, 50e) may be obtained. An example etch rate when utilizing this solution is about 1.1 μm/min. In some aspects of the method, the material removal process utilized to reach the final thickness (52a, 52e) can be further configured to reduce the maximum defect size proximate the first major surface (54a) to, for example, 5 μm or less, 2.5 μm or less, 0.5 μm or less, or even much lower.
도 1-3b에 묘사된 스택 조립체(100-100d)를 제조하는 방법의 추가의 측면에 따르면, 압축 응력 영역(60a)을 생성하는 데 이온 교환 공정이 이용될 수 있다. 앞에서 개요한 바와 같이, 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서부터 제1 깊이(62a)까지 연장되는 압축 응력 영역(60a)을 형성하는 단계는 다음 추가의 부-공정 단계를 포함할 수 있다: 이온-교환가능한 금속 이온을 함유하는 유리 층(50a)에 압축 응력을 생성하도록 선택된 복수의 이온-교환하는 금속 이온을 포함하는 강화 조를 제공하는 단계; 및 유리 층(50a)을 강화 조에 침지시켜 유리 층(50a)의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 일부를 강화 조의 복수의 이온-교환하는 금속 이온의 일부로 교환하여 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50a)의 제1 깊이(62a)까지 연장되는 압축 응력 영역(60a)을 형성하는 단계. 방법의 일부 측면에서, 이온 교환하는 금속 이온은 유리 층(50a)에 함유된 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는다. 방법의 다른 측면에서, 침지 단계는 유리 층(50a)을 강화 조에서 약 400℃ 내지 약 450℃에서 약 15분 내지 약 180분 동안 침지시켜 압축 응력 영역(60a)을 발생시키는 것을 포함한다.In accordance with an additional aspect of the method of manufacturing the stack assembly (100-100d) depicted in FIGS. 1-3b, an ion exchange process can be utilized to create the compressive stress region (60a). As outlined above, the step of forming the compressive stress region (60a) extending from the first major surface (54a) of the glass layer (50a) to the first depth (62a) can include the following additional sub-process steps: providing a strengthening bath comprising a plurality of ion-exchangeable metal ions selected to create a compressive stress in the glass layer (50a) containing the ion-exchangeable metal ions; and immersing the glass layer (50a) in the strengthening bath to exchange a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions of the glass layer (50a) with a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions of the strengthening bath to form the compressive stress region (60a) extending from the first major surface (54a) to the first depth (62a) of the glass layer (50a). In some aspects of the method, the ion-exchanging metal ions have an atomic radius greater than the atomic radius of the ion-exchangeable metal ions contained in the glass layer (50a). In another aspect of the method, the immersing step includes immersing the glass layer (50a) in a strengthening bath at about 400° C. to about 450° C. for about 15 minutes to about 180 minutes to generate the compressive stress region (60a).
한 측면에 따르면, 코닝(Corning)® 고릴라 글래스(Gorilla Glass)® 2.0과 일치하는 조성을 갖는 75 ㎛ 두께 유리 샘플을 430℃에서 30분 동안 KNO3 조 침지를 포함하는 이온 교환 공정으로 처리하였다. 그 다음, 압축 응력 (MPa)을 유리 층 깊이 (㎛)의 함수로서 측정하였고, 그 결과를 도 6a에 묘사한다. 나타낸 바와 같이, 이 이온 교환 공정은 유리의 표면에 약 889 MPa의 압축 응력을 생성하였고, 인식가능한 압축 응력 수준이 약 11.4 ㎛의 깊이까지 측정되었다 (즉, DOL = 11.4 ㎛).In one aspect, 75 μm thick glass samples having a composition matching Corning® Gorilla Glass® 2.0 were treated by an ion exchange process involving immersion in KNO3 bath at 430 °C for 30 min. The compressive stress (MPa) was then measured as a function of glass layer depth (μm), and the results are depicted in Fig. 6a. As shown, this ion exchange process generated a compressive stress of about 889 MPa at the surface of the glass, and an appreciable compressive stress level was measured down to a depth of about 11.4 μm (i.e., DOL = 11.4 μm).
방법의 일부 측면에서는, 유리 층(50a)의 표면으로부터 물질을 제거하는 이온 교환 후 공정이 결함 크기 감소에 관해서 이익을 제공할 수 있다. 특히, 그러한 제거 공정은 압축 응력 영역(60a) 생성 후 제1 주요 표면(54a)에서 유리 층(52a)의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하는 라이트 에칭 단계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 제거 단계는 이 목적으로 ~128 분 동안 950 ppm F- 이온 (예를 들어, HF 산), 0.1M 시트르산 에칭 용액을 이용할 수 있다. 식 (2)와 관련해서 앞에서 개요한 바와 같이, 유리 층(50a) 및/또는 유리 부재(50)에서 특히 그의 표면 가까이에서 최대 결함 크기의 감소는 유리 층 및/또는 유리 부재의 굽힘으로부터 생성되는 응력 세기 인자를 감소시키는 역할을 할 수 있다.In some aspects of the method, a post-ion exchange process that removes material from the surface of the glass layer (50a) may provide benefits with respect to flaw size reduction. In particular, such a removal process may utilize a light etching step that removes about 1 μm to about 5 μm from the final thickness of the glass layer (52a) at the first major surface (54a) after creation of the compressive stress region (60a). For example, the removal step may utilize a 950 ppm F- ion (e.g., HF acid), 0.1 M citric acid etching solution for -128 minutes for this purpose. As outlined above with respect to Equation (2), a reduction in the maximum flaw size in the glass layer (50a) and/or glass element (50), particularly near its surface, may serve to reduce the stress intensity factor generated from bending of the glass layer and/or glass element.
도 6b와 관련해서, 이온 교환 및 이온 교환 후 물질 제거 공정 둘 다로 처리된 유리 층에서의 압축 응력에 대한 영향을 관찰할 수 있다. 특히, 도 6b는 도 6a에 따라서 제조되어 추가로 라이트 에칭 공정으로 처리되어 표면으로부터 약 1-2 ㎛의 물질을 제거한 유리 층 샘플에 관해서 유리 층 깊이 (㎛)의 함수로서 압축 응력을 묘사한다. 이 샘플들은 유리 표면에서 약 772 MPa의 압축 응력을 갖는 것으로 측정되었고, 인식가능한 압축 응력 수준이 약 9.6 ㎛의 깊이까지 측정되었다(즉, DOL = 9.6 ㎛). 사실상, 도 6b는 도 6a에 나타낸 바와 같이 깊이 관계의 함수로서 유사한 압축 응력을 가졌지만; 도 6b가 사실상 도 6a의 절두된 형태이고, 제거된 첫 부분이 라이트 에칭 공정으로부터 물질의 실제 제거와 일치한다는 것이 명백하다. 이와 같이, 이온 교환 후 물질 제거 공정은 이온 교환 공정으로부터 얻은 DOL 및 최대 압축 응력을 다소 감소시킬 수 있고, 그와 동시에 결함 크기 감소에 관해서 이익을 제공한다. 이온 교환 후 물질 제거 공정으로부터 예상되는 효과를 고려하면, 더 높은 압축 응력 수준 및/또는 DOL 수준이 주어진 응용에 필요한 정도까지, 이온 교환 공정을 목표 수준보다 약간 높은 압축 응력 및 DOL 수준을 생성하도록 맞출 수 있다.With respect to FIG. 6b, one can observe the effect on compressive stress in glass layers treated with both the ion exchange and post-ion exchange material removal processes. In particular, FIG. 6b depicts the compressive stress as a function of glass layer depth (μm) for glass layer samples prepared according to FIG. 6a and further treated with a light etching process to remove about 1-2 μm of material from the surface. These samples were measured to have a compressive stress of about 772 MPa at the glass surface, with appreciable compressive stress levels measured out to a depth of about 9.6 μm (i.e., DOL = 9.6 μm). In fact, FIG. 6b has a similar compressive stress as a function of depth relationship as shown in FIG. 6a; however, it is clear that FIG. 6b is effectively a truncated version of FIG. 6a, with the initial portion removed corresponding to the actual removal of material from the light etching process. In this way, the post-ion exchange material removal process can somewhat reduce the DOL and maximum compressive stress obtained from the ion exchange process, while at the same time providing benefits with respect to defect size reduction. Given the expected effects from the post-ion exchange material removal process, the ion exchange process can be tailored to produce compressive stress and DOL levels slightly higher than the target levels, to the extent that higher compressive stress levels and/or DOL levels are required for a given application.
일부 측면에 따르면, 제거 공정은 압축 응력 영역(60), (60a) 및/또는 (60b)의 결함 분포를 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기로 조절하도록 수행될 수 있다. 또한, 제거 단계는 압축 응력 영역(60), (60a) 및/또는 (60b)이 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼 작은 최대 결함 크기를 포함하도록 수행될 수 있다. 방법의 일부 추가의 측면에 따르면, 제거 단계는 또한 압축 응력 영역(60), (60a) 또는 (60b)의 중첩이 없는 유리 층(50a)의 영역 내에서 결함 크기 분포를 조절하기 위해 수행될 수 있다. 게다가, 가장자리 및 가장자리 압축 응력 영역(59a)이 존재할 때 (예를 들어, 도 1 및 1c를 참고한다), 가장자리에서 및 가장자리 압축 응력 영역(59a) 내에서 결함 크기 분포를 조절하기 위해 유리 부재(50)의 가장자리(58b)에서 제거 공정의 변형을 수행할 수 있다.In some aspects, the removing process can be performed to control the flaw distribution in the compressive stress region (60), (60a) and/or (60b) to a maximum flaw size of 5 μm or less at the first major surface (54a) of the glass layer (50a). Additionally, the removing step can be performed such that the compressive stress region (60), (60a) and/or (60b) includes a maximum flaw size of 2.5 μm or less, or even as small as 0.4 μm or less at the first major surface (54a) of the glass layer (50a). In some additional aspects of the method, the removing step can also be performed to control the flaw size distribution within a region of the glass layer (50a) where there is no overlap of the compressive stress region (60), (60a) or (60b). Additionally, when an edge and edge compressive stress region (59a) exists (see, e.g., FIGS. 1 and 1c), a deformation of the removal process can be performed at the edge (58b) of the glass member (50) to control the defect size distribution at the edge and within the edge compressive stress region (59a).
한 실시양태에 따르면, 제1 주요 표면(54a); 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층(50a)의 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50a)의 제1 깊이(62)까지 연장되는 압축 응력 영역(60); 및 최종 두께(52a)를 갖는 제1 유리 층(50a)을 형성하는 단계; 및 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께(52)를 가지고, 유리 층(50a), 제1 주요 표면(54) 및 제2 주요 표면(56)을 추가로 포함하는 유리 부재(50)를 형성하는 단계를 포함하는 스택 조립체(100-100d) 제조 방법이 제공된다. 일부 측면에서, 부재(50)는 1개의 유리 층(50a)을 포함한다.According to one embodiment, a method of making a stack assembly (100-100d) is provided, comprising: forming a first glass layer (50a) having a first major surface (54a); a compressive stress region (60) extending from the first major surface (54a) of the glass layer (50a) to a first depth (62) of the glass layer (50a), the compressive stress region (60) being defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface (54a) of the glass layer (50a); and a final thickness (52a); and forming a glass element (50) having a thickness (52) of from about 25 μm to about 125 μm, the glass element further comprising the glass layer (50a), the first major surface (54) and the second major surface (56). In some aspects, the element (50) comprises one glass layer (50a).
예시 실시양태에서, 제1 유리 층(50a) 및 부재(50)를 형성하는 단계는 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉, 플로트 또는 다른 직접 유리 형성 공정을 이용해서 유리 층(50a)의 최종 두께(52a) (및 부재(50)의 두께(52))를 초과하는 임시 두께(예를 들어, 약 200 ㎛)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음, 임시 유리 층(50a) (및 부재(50))을 공지된 절단 공정 (예를 들어, 물 절단, 레이저 절단 등)을 이용해서 최종 부품 치수에 가까운 치수로 분리할 수 있고/있거나, 절단할 수 있고/있거나, 다른 방식으로 형상화할 수 있다. 이 시점에서, 그 다음, 임시 유리 층(50a) (및 부재(50))을 상기 공정 단계에 따라서 최종 두께(52a) (예를 들어, 약 75 ㎛)로 에칭할 수 있다. 공정의 이 단계에서 최종 두께로 에칭하는 것은 이전의 유리 생성 및 분리/절단 단계로부터 도입된 결함 및 다른 결점을 제거함에 있어서 이익을 제공할 수 있다. 그 다음, 유리 층(50a) 및 부재(50)를 상기 이온 교환 공정을 포함하지만 이에 제한되지 않는 압축 응력 영역(60)을 생성하는 공정 단계로 처리할 수 있다. 그 다음, 앞에서 서술한 공정에 따라서 압축 응력 영역(60)을 함유하는 유리 층(50a) 및 부재(50)에 대해 최종 라이트 에칭을 수행할 수 있다. 그 다음, 이 최종 라이트 에칭은 이전의 이온 교환 공정에 기인하는 유리 층(50a) 및 부재(50)의 표면의 임의의 인식가능한 결함 및 결점을 제거할 수 있다. 이 방법에 따라서 제조된 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a)은 (a) 부재(50) 또는 유리 층(50a)이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 부재(50) 또는 층(50a)의 제2 주요 표면(56, 56a)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 부재(50) 또는 층(50a)의 제1 주요 표면(54, 54a)에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the step of forming the first glass layer (50a) and the member (50) may include forming a temporary thickness (e.g., about 200 μm) that exceeds the final thickness (52a) of the glass layer (50a) (and the thickness (52) of the member (50)) using a melting, slot drawing, rolling, redrawing, float or other direct glass forming process. The temporary glass layer (50a) (and the member (50)) may then be sectioned, cut and/or otherwise shaped to near final part dimensions using a known cutting process (e.g., water cutting, laser cutting, etc.). At this point, the temporary glass layer (50a) (and the member (50)) may then be etched to the final thickness (52a) (e.g., about 75 μm) according to the process steps. Etching to a final thickness at this stage in the process can provide an advantage in removing flaws and other defects introduced from the previous glass forming and separating/cutting steps. The glass layer (50a) and member (50) can then be subjected to a process step that creates the compressive stress region (60), including but not limited to the ion exchange process described above. A final light etch can then be performed on the glass layer (50a) and member (50) containing the compressive stress region (60) according to the process described above. This final light etch can then remove any appreciable flaws and defects in the surface of the glass layer (50a) and member (50) resulting from the previous ion exchange process. A glass element (50) or glass layer (50a) manufactured by the method has: (a) no breakage when the element (50) or glass layer (50a) is held at a bend radius of about 3 mm to about 20 mm for more than 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface (54, 54a) of the element (50) or layer (50a) by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, wherein the second major surface (56, 56a) of the element (50) or layer (50a) is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having a thickness of about 25 μm having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having a thickness of about 50 μm having an elastic modulus of less than about 10 GPa; and (c) may be characterized by a pencil hardness of 8H or higher.
추가의 예시 실시양태에서, 제1 유리 층(50a) 및 부재(50)를 각각 최종 두께(52a) 및 두께(52)로 형성하는 단계는 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉, 플로트 또는 다른 직접 유리 형성 공정을 이용함으로써 수행될 수 있다. 그 다음, 유리 층(50a) (및 부재(50))을 공지된 절단 공정 (예를 들어, 물 절단, 레이저 절단 등)을 이용해서 최종 부품 치수에 가까운 치수로 분리할 수 있고/있거나, 절단할 수 있고/있거나, 다른 방식으로 형상화할 수 있다. 이 시점에서, 그 다음, 유리 층(50a) (및 부재(50))을 상기 이온 교환 공정을 포함하지만 이에 제한되지 않는 압축 응력 영역(60)을 생성하는 공정 단계로 처리할 수 있다. 그 다음, 앞에서 서술한 공정에 따라서 압축 응력 영역(60)을 함유하는 유리 층(50a) 및 부재(50)에 대해 최종 라이트 에칭을 수행할 수 있다. 그 다음, 이 최종 라이트 에칭은 이전의 이온 교환 공정에 기인하는 유리 층(50a) 및 부재(50)의 표면의 임의의 인식가능한 결함 및 결점을 제거할 수 있다.In additional exemplary embodiments, the step of forming the first glass layer (50a) and the member (50) to a final thickness (52a) and thickness (52), respectively, may be performed using a melting, slot drawing, rolling, redrawing, float or other direct glass forming process. The glass layers (50a) (and the member (50)) may then be sectioned, cut and/or otherwise shaped to near final part dimensions using known cutting processes (e.g., water cutting, laser cutting, etc.). At this point, the glass layers (50a) (and the member (50)) may then be subjected to a process step for creating a compressive stress region (60), including but not limited to an ion exchange process. A final light etch may then be performed on the glass layers (50a) and the member (50) containing the compressive stress region (60), according to the process described above. Next, this final light etching can remove any recognizable flaws and defects on the surface of the glass layer (50a) and member (50) resulting from the previous ion exchange process.
이 방법에 따라서 제조된 유리 부재(50) 또는 유리 층(50a)은 (a) 부재(50) 또는 유리 층(50a)이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 부재(50) 또는 층(50a)의 제2 주요 표면(56, 56a)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 부재(50) 또는 층(50a)의 제1 주요 표면(54, 54a)에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 이상의 연필 경도를 특징으로 할 수 있다.A glass element (50) or glass layer (50a) manufactured by the method has: (a) no breakage when the element (50) or glass layer (50a) is held at a bend radius of about 3 mm to about 20 mm for more than 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface (54, 54a) of the element (50) or layer (50a) by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, wherein the second major surface (56, 56a) of the element (50) or layer (50a) is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having a thickness of about 25 μm having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having a thickness of about 50 μm having an elastic modulus of less than about 10 GPa; and (c) may be characterized by a pencil hardness of 8H or higher.
도 7a와 관련해서, 세 가지 조성물의 유리 층 "A", "B" 및 "C"에 관해 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이 제공된다. A 그룹의 조성물은 SiO2 67.1% (mol%); Al2O3 6.3%; B2O3 19.9%; MgO 0.5%; CaO 4.8%; SrO 0.5%; SnO2 0%; 및 Na2O 0.9%이다. B 그룹의 조성물은 SiO2 66.7% (mol%); Al2O3 10.9%; B2O3 9.7%; MgO 2.2%; CaO 9.1%; SrO 0.5%; SnO2 0.1%; 및 Na2O 0%이다. C 그룹의 조성물은 SiO2 67.4% (mol%); Al2O3 12.7%; B2O3 3.7%; MgO 2.4%; CaO 0%; SrO 0%; SnO2 0.1%; 및 Na2O 13.7%이다. 도 7a에 묘사된 추정값을 생성하는 데 식 (2)를 이용하였다. 유리 층 "A", "B" 및 "C"는 각각 57.4, 69.3 및 73.6 GPa의 탄성 모듈러스를 갖는다. 게다가, 유리 층 "A", "B" 및 "C"는 각각 0.22, 0.22 및 0.23의 푸아송 비를 갖는다. 추가로, 25, 50 및 100 ㎛의 두께 및 3, 5 및 7 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 유리 층 "A", "B" 및 "C"에 관해서 응력 세기 인자 추정을 수행하였다. 400 나노미터(㎚)의 결함 크기가 용융에 의해 생성되는 유리 표면의 대표적 최대 결함 크기이기 때문에, 모든 경우에서 400 나노미터 (㎚)의 결함 크기를 가정하였다. 이 유리 층들 중 어느 것에도 압축 응력 영역이 존재하지 않는다고 가정하였다.With reference to FIG. 7a, a schematic plot of estimated stress intensity factors for glass layers "A", "B" and "C" of three compositions is provided. The composition of group A is SiO2 67.1% (mol %); Al2 O3 6.3%; B2 O3 19.9%; MgO 0.5%; CaO 4.8%; SrO 0.5%; SnO2 0%; and Na2 O 0.9%. The composition of group B is SiO2 66.7% (mol %); Al2 O3 10.9%; B2 O3 9.7%; MgO 2.2%; CaO 9.1%; SrO 0.5%; SnO2 0.1%; and Na2 O 0%. The composition of group C is SiO2 67.4% (mol %); Al2 O3 12.7%; B2 O3 3.7%; MgO 2.4%; CaO 0%; SrO 0%; SnO2 0.1%; and Na2 O 13.7%. Equation (2) was used to generate the estimates depicted in Fig. 7a. Glass layers “A”, “B” and “C” have elastic moduli of 57.4, 69.3 and 73.6 GPa, respectively. In addition, glass layers “A”, “B” and “C” have Poisson’s ratios of 0.22, 0.22 and 0.23, respectively. In addition, stress intensity factor estimations were performed for glass layers “A”, “B” and “C” having thicknesses of 25, 50 and 100 μm and bend radii of 3, 5 and 7 mm. A flaw size of 400 nanometers (nm) was assumed in all cases because this is the typical maximum flaw size in glass surfaces created by melting. It was assumed that no compressive stress region existed in any of these glass layers.
도 7a에서, 영역(I), (II) 및 (III)은 각각 즉각적 파손 영역, 느린 피로 파손 영역, 및 무-파손 영역을 나타낸다. 추정값이 나타내는 바와 같이, 굽힘 반경을 증가시키는 것 및 유리 층의 두께를 감소시키는 것이 각각 응력 세기 인자를 감소시키는 경향이 있는 단계이다. 굽힘 반경이 5 ㎜ 이상으로 유지되고 유리 층의 두께가 25 ㎛ 이하로 유지되면, 도 7a에서 추정한 응력 세기 인자는 정적 장력 또는 피로에서 파손이 일어나지 않을 것이라는 것을 암시한다 (예를 들어, 영역(III)의 경우, < 0.2 MPa√m의 K). 개시내용의 일부 측면에 따르면, 도 7a에 묘사된 이 특정한 유리 층 (즉, 5 ㎜ 이상의 굽힘 반경 및 25 ㎛ 이하의 두께를 갖는 유리 층)은 상대적으로 보통의 천공 저항성 요건을 갖는 스택 조립체 및 유리 물품에 이용하기에 적당할 수 있다.In Fig. 7a, regions (I), (II) and (III) represent immediate failure regions, slow fatigue failure regions and no-failure regions, respectively. As the estimates show, increasing the bend radius and decreasing the thickness of the glass layers are steps that tend to decrease the stress intensity factor, respectively. When the bend radius is maintained to be 5 mm or greater and the thickness of the glass layers is maintained to be 25 μm or less, the stress intensity factors estimated in Fig. 7a suggest that no failure will occur in static tension or fatigue (e.g., K of <0.2 MPa√m for region (III)). According to some aspects of the disclosure, this particular glass layer depicted in Fig. 7a (i.e., a glass layer having a bend radius of 5 mm or greater and a thickness of 25 μm or less) may be suitable for use in stack assemblies and glass articles having relatively moderate puncture resistance requirements.
도 7b와 관련해서, 세 가지 조성물의 유리 층 "A", "B" 및 "C" (즉, 도 7a에 묘사된 유리 층에 이용된 것과 동일한 조성물)에 관해서 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이 제공된다. 도 7b에 묘사된 추정에 이용된 각 유리 층이 50 ㎛의 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는다고 가정하였다. 게다가, 본 개시내용의 측면에 따라서, "대조물" (또한, A, B, 및 C로 표기함) 그룹은 중첩된 압축 응력 영역이 없다고 가정하였고, "IOX" 그룹 (또한, A", B" 및 C"로 표기함)은 약 700 MPa의 표면 압축을 갖는 이온 교환 공정을 통해 발생한 압축 응력 영역을 가진다고 가정하였다. 이 추정값을 생성하는 목적으로, 본 개시내용의 한 측면에 따라서, 스택 조립체, 유리 부재 또는 유리 물품을 함유하는 장치를 제작한 지 충분히 지난 후 고객에 의해 응용-사용 단계에서 도입되는 큰 결함 크기의 최악의 경우의 시나리오를 반영하여 2000 ㎚ (2 ㎛)의 더 줄잡은 결함 크기를 가정하였다.With respect to Fig. 7b, a schematic plot of the estimated stress intensity factors is provided for three compositions of glass layers “A”, “B” and “C” (i.e., the same compositions used for the glass layers depicted in Fig. 7a). It was assumed that each glass layer used for the estimation depicted in Fig. 7b had a thickness of 50 μm and a bending radius of 5 mm. Additionally, in accordance with aspects of the present disclosure, the "Control" (also denoted as A, B, and C) group was assumed to have no superimposed compressive stress region, and the "IOX" group (also denoted as A", B", and C") was assumed to have a compressive stress region developed through the ion exchange process having a surface compression of about 700 MPa. For the purpose of generating these estimates, a more conservative flaw size of 2000 nm (2 μm) was assumed to reflect a worst-case scenario of a large flaw size being introduced at the application-use stage by a customer well after fabrication of a device containing a stack assembly, glass member, or glass article, in accordance with aspects of the present disclosure.
도 7b의 추정값이 나타내는 바와 같이, 이온 교환 공정으로 유리 층에 발생된 압축 응력 영역은 굽힘시 관찰되는 유리 층의 응력 세기 수준을 상당히 상쇄할 수 있다. 50 ㎛ 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 "IOX" 유리 층의 경우에는 굽힘시 발생된 인장 응력에 중첩된 추가의 압축 응력 때문에 영역(III) 문턱 (예를 들어, 영역(III)의 경우, < 0 MPa√m 의 K)보다 상당히 낮은 응력 세기 수준이 관찰되었다. 대조적으로, 압축 응력 영역이 없는 대조물 그룹은 영역 I 내의 응력 세기 수준을 갖는 것으로 추정하였다.As the estimates in Fig. 7b indicate, the compressive stress region induced in the glass layer by the ion exchange process can significantly offset the stress intensity levels observed in the glass layer during bending. For the “IOX” glass layer having a thickness of 50 ㎛ and a bend radius of 5 ㎜, stress intensity levels significantly lower than the region (III) threshold (e.g., K of < 0 MPa√m for region (III)) were observed due to the additional compressive stress superimposed on the tensile stress induced during bending. In contrast, the control group without a compressive stress region was estimated to have stress intensity levels within region I.
도 8과 관련해서, 한 특정한 조성물, 즉, 도 7a 및 7b에 묘사된 C 그룹의 조성물과 대등한 유리 조성물의 유리 층의 표면에서 추정한 응력 수준의 개략적 플롯이 제공된다. 도 8에 묘사된 응력 추정값을 생성하는 데 이용되는 각 유리 층이 25, 50, 75 및 100 ㎛의 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는다고 가정하였다. 게다가, 이 유리 층들 중 일부는 압축 응력 영역이 없다 (즉, "대조물" 그룹)고 가정하였고, 나머지 유리 층은 예를 들어 본 개시내용의 추가의 측면에 따라서 이온 교환 공정을 통해 발생된 약 700 MPa의 표면 압축을 갖는 압축 응력 영역을 갖는다 (즉, "IOX" 그룹)고 가정하였다. 400 ㎚의 결함 크기가 용융에 의해 생성되는 유리 표면의 경우에 전형적 최대 결함 크기이기 때문에, 모든 경우에서 400 ㎚의 결함 크기를 가정하였다. 게다가, 안전 대역 (즉, 영역(III))이 K< 0.2 MPa√m의 응력 세기 안전 인자에서 설정되었다.In connection with FIG. 8, a schematic plot of stress levels estimated at the surface of a glass layer of a particular composition, i.e., a glass composition equivalent to the composition of group C depicted in FIGS. 7a and 7b, is provided. It was assumed that each of the glass layers used to generate the stress estimates depicted in FIG. 8 had a thickness of 25, 50, 75 and 100 μm and a bend radius of 5 mm. Furthermore, it was assumed that some of these glass layers had no compressive stress region (i.e., the "control" group), while the remaining glass layers had a compressive stress region having a surface compression of about 700 MPa, for example, generated via an ion exchange process according to a further aspect of the present disclosure (i.e., the "IOX" group). A flaw size of 400 nm was assumed in all cases, since this is a typical maximum flaw size for a glass surface generated by fusion. In addition, the safety band (i.e., region (III)) was set at a stress intensity safety factor of K < 0.2 MPa√m.
도 8에서의 추정값이 나타내는 바와 같이, 이온 교환 공정으로 유리 층에서 발생된 압축 응력 영역은 굽힘시 관찰되는 유리 층에서의 응력 세기 수준을 상당히 감소시킬 수 있다. 25, 50, 75 및 100 ㎛ 두께 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 "IOX" 유리 층 모두에서 굽힘시 발생된 인장 응력에 중첩된 추가의 압축 응력 때문에 영역(III) 문턱 (예를 들어, 영역(III)의 경우, < 0.2 MPa√m 의 K)보다 상당히 낮은 응력 세기 수준이 관찰되었다. 대조적으로, 압축 응력 영역을 갖지 않는 대조물 그룹은 모든 두께에서 영역(I)에서의 응력 세기 수준을 갖는다고 추정하였다.As the estimates in FIG. 8 indicate, the compressive stress region induced in the glass layers by the ion exchange process can significantly reduce the stress intensity levels observed in the glass layers during bending. For all of the “IOX” glass layers having thicknesses of 25, 50, 75 and 100 μm and a bend radius of 5 mm, stress intensity levels significantly lower than the region (III) threshold (e.g., K of < 0.2 MPa√m for region (III)) were observed due to the additional compressive stress superimposed on the tensile stress induced during bending. In contrast, the control group without a compressive stress region was estimated to have stress intensity levels in region (I) for all thicknesses.
도 9와 관련해서, 본 개시내용의 한 측면에 따라서, 75 ㎛의 두께 및 이온 교환 공정을 통해 발생된 압축 응력 영역을 갖는 한 가지 조성물의 유리 층에 관해 파손 천공 하중 데이터의 플롯이 제공된다. 특히, 도 9에서 시험된 샘플들의 유리 조성물은 SiO2 68.9% (mol%); Al2O3 10.3%; Na2O 15.2%; MgO 5.4 %; 및 SnO2 0.2%였다. 도 9의 데이터를 생성하는 데 이용된 실험에서 시험된 모든 유리 층을 이온 교환 공정으로 처리하여 약 772 MPa의 표면에서의 압축 응력 및 9.6 ㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 영역을 형성하였다. 시험 목적으로, 25 ㎛ PSA 층 (약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 가짐)을 갖는 50 ㎛ PET 층 (약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 가짐)에 유리 층을 적층하였다. 외부 유리 표면에 대해 천공 시험을 수행하였다.In connection with FIG. 9 , in accordance with one aspect of the present disclosure, a plot of fracture puncture load data is provided for a glass layer of one composition having a thickness of 75 μm and a compressive stress region developed via an ion exchange process. In particular, the glass compositions of the samples tested in FIG. 9 were SiO2 68.9% (mol %); Al2 O3 10.3%; Na2 O 15.2%; MgO 5.4%; and SnO2 0.2%. All of the glass layers tested in the experiments utilized to generate the data in FIG. 9 were treated with the ion exchange process to form a compressive stress region having a compressive stress at the surface of about 772 MPa and a DOL of 9.6 μm. For testing purposes, the glass layers were laminated to a 50 μm PET layer (having an elastic modulus of less than about 10 GPa) with a 25 μm PSA layer (having an elastic modulus of less than about 1 GPa). Puncture tests were performed on the outer glass surface.
도 9에 나타낸 바와 같이, 4 그룹의 샘플을 시험해서 천공 시험 데이터를 얻었다. 각 그룹은 상이한 천공 기구에 상응하였다: 200 ㎛ 직경의 편평한 하부 스테인레스강 펀치; 0.5 ㎜ 텅스텐 카바이드 볼; 1.0 ㎜ 텅스텐 카바이드 볼; 및 1.5 ㎜ 텅스텐 카바이드 볼. 도 9의 데이터는 시험에 이용된 특정 천공 기구에 대한 천공 파손 하중 데이터의 민감도를 입증한다. 일반적으로, 결과의 가변성은 이용된 각 기구에서 유사한 것으로 보인다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 이온-교환 가공을 통해 발생된 압축 응력 영역을 갖는 75 ㎛ 두께를 갖는 유리 층은 200 ㎛ 직경의 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 펀치로 시험할 때 4 ㎏f를 상당히 초과하는 천공 파손 하중을 가졌다.As shown in Fig. 9, four groups of samples were tested to obtain puncture test data. Each group corresponded to a different puncture apparatus: a 200 μm diameter flat bottom stainless steel punch; a 0.5 mm tungsten carbide ball; a 1.0 mm tungsten carbide ball; and a 1.5 mm tungsten carbide ball. The data in Fig. 9 demonstrate the sensitivity of the puncture failure load data to the particular puncture apparatus utilized in the testing. In general, the variability of the results appears to be similar for each apparatus utilized. As shown in Fig. 9, the 75 μm thick glass layer having a compressive stress region developed through ion-exchange processing had a puncture failure load significantly exceeding 4 kgf when tested with a 200 μm diameter flat bottom stainless steel punch.
또 다른 예에서는, 본 개시내용의 한 측면에 따라서 제조된, 이온 교환 공정을 통해 생성된 압축 응력 영역을 갖는 도 9에서 시험한 유리 층과 대등한 조성물을 갖는 유리 층을 2-점 정적 피로 굽힘 시험으로 시험하였다. 특히, 시험한 유리 층은 75 ㎛의 두께를 가졌고, 그의 압축 응력 영역은 KNO3 용융 염 조에서 430℃에서 30분 동안 침지에 의해서 발생되었다. 게다가, 유리 층을 약 128 분 동안 950 ppm F- 이온, 0.1M 시트르산 에칭 용액에서의 산 에칭을 포함하는 이온 교환 후 물질 제거 공정으로 처리하였다. 시험할 때, 유리 층은 ~5 ㎜의 굽힘 반경으로 120 시간 동안 굽힌 후 파손되지 않았다.In another example, a glass layer having a composition comparable to that of the glass layer tested in FIG. 9 having a compressive stress region developed via an ion exchange process according to one aspect of the present disclosure was tested in a two-point static fatigue bending test. In particular, the tested glass layer had a thickness of 75 μm and its compressive stress region was developed by immersion in a KNO3 molten salt bath at 430° C. for 30 minutes. In addition, the glass layer was treated with a post-ion exchange material removal process including an acid etch in a 950 ppm F- ion, 0.1 M citric acid etching solution for about 128 minutes. When tested, the glass layer did not fail after bending for 120 hours with a bend radius of ~5 mm.
추가의 예에서, 도 9에서 시험한 샘플의 조성 및 이온 교환 공정 단계에 따라서 75 ㎛ 두께 유리 층 샘플을 제조하였다. 이 샘플을 임의의 유연성 층과 적층시키지 않았다. 제조된 그대로의 이 샘플은 105 x 20 x 0.075 ㎜였다. 그 다음, 10 ㎜ 플레이트 (테플론(Teflon)® 물질로부터 제작된 플레이트) 분리를 갖는 정적 시험 장비 내에 굽힌 구성으로 10개 샘플을 배열하였다. 그 다음, 샘플을 85% 상대 습도 하에서 85℃에서 장비 내에 유지시켰다. 10개 샘플 중 9개는 장비 내에서 2 개월 넘게 시험한 후 전혀 파손을 겪지 않았다. 1개 샘플은 시험 첫날에 파손되었다. 이 결과 및 다른 분석을 고려할 때, 가공 후 남는 파손 유발 표면 결함을 갖는 어떠한 샘플도 입증 시험을 통해 제거될 수 있다고 믿는다.In an additional example, 75 μm thick glass layer samples were prepared according to the composition and ion exchange process steps of the samples tested in FIG. 9. These samples were not laminated with any flexible layers. As-fabricated, these samples measured 105 x 20 x 0.075 mm. Ten samples were then arranged in a bent configuration in a static test apparatus with a 10 mm plate separation (plates made from Teflon® material). The samples were then maintained in the apparatus at 85° C. under 85% relative humidity. Nine of the ten samples experienced no failure at all after testing in the apparatus for over two months. One sample failed on the first day of testing. In view of these results and other analyses, it is believed that any samples with failure-inducing surface defects remaining after processing can be eliminated through verification testing.
추가의 예에서, 25 ㎛ PSA 층을 갖는 50 ㎛ PET 층에 적층하는 것을 포함해서 도 9에서 시험한 샘플의 조성 및 이온 교환 공정 단계에 따라서 75 ㎛ 두께 유리 층 샘플을 제조하였다. 제조한 그대로의 이 샘플은 105 x 20 x 0.075 ㎜였다 (PET/PSA 층을 포함하지 않음). 그 다음, 5개 샘플을 클램쉘(clamshell) 사이클 피로 시험으로 시험하였다. 클램쉘 사이클 피로 시험 장비는 주위 온도 및 습도 조건 하에서 10 ㎜ 플레이트 분리로 샘플을 유지하였다. 각 사이클은 10 ㎜ 플레이트 분리를 보유하면서 클램쉘 장비를 폐쇄하고, 그 다음, 샘플이 굽힘 없이 균일하도록 장비를 완전히 개방하는 것을 포함하였다. 5개 샘플 각각이 45,000 회 초과의 그러한 사이클을 견뎌냈다.In a further example, 75 μm thick glass layer samples were prepared according to the composition and ion exchange process steps of the samples tested in FIG. 9, including laminating a 50 μm PET layer with a 25 μm PSA layer. These as-prepared samples measured 105 x 20 x 0.075 mm (excluding the PET/PSA layers). Five samples were then tested in a clamshell cyclic fatigue test. The clamshell cyclic fatigue test apparatus held the samples with a 10 mm plate separation under ambient temperature and humidity conditions. Each cycle involved closing the clamshell apparatus while retaining the 10 mm plate separation, and then fully opening the apparatus such that the sample was uniform without bending. Each of the five samples withstood greater than 45,000 such cycles.
이제, 도 10과 관련해서, 본 개시내용의 추가의 측면에 따라서 세 가지 조성물의 유리 층, 즉 도 7a 및 7b에 주어진 추정값에 이용된 샘플의 그룹과 동일한 조성물을 갖는 그룹 "A", "B" 및 "C"에 관해 추정한 응력 세기 인자의 개략적 플롯이 제공된다. 도 10의 추정값에 이용된 각 샘플은 25, 50, 75 또는 100 ㎛의 두께 및 10 또는 20 ㎜의 굽힘 반경을 가졌다. 여기서, 각 시험 샘플은 가열 및 그 후의 냉각을 통해 발생된 압축 응력 영역, 친밀 접촉하는 유리 층의 코어 및 클래딩 영역을 가졌고, 코어 영역은 클래드 영역의 CTE보다 큰 CTE를 가졌다. 도 10에 이용된 추정값은 각 샘플에 관해 유리 층의 표면에 약 2 ㎛의 결함 크기를 가정하였다. 게다가, 코어 영역과 클래딩 영역 사이의 CTE 불일치를 통해 이 유리 층들의 압축 응력 영역에 약 150 MPa의 압축 응력이 발생한다고 가정하였다.Now, with reference to FIG. 10 , according to a further aspect of the present disclosure, a schematic plot of stress intensity factors estimated for three compositions of glass layers, namely groups "A", "B" and "C" having the same composition as the groups of samples used for the estimates given in FIGS. 7a and 7b , is provided. Each of the samples used for the estimates of FIG. 10 had a thickness of 25, 50, 75 or 100 μm and a bend radius of 10 or 20 mm. Here, each test sample had a compressive stress region developed through heating and subsequent cooling, a core and cladding region of glass layers in intimate contact, the core region having a CTE greater than the CTE of the cladding region. The estimates used in FIG. 10 assumed a flaw size of about 2 μm at the surface of the glass layers for each sample. Furthermore, it was assumed that a compressive stress of about 150 MPa was developed in the compressive stress region of these glass layers through the CTE mismatch between the core and cladding regions.
도 10의 추정값이 나타내는 바와 같이, 코어 영역과 클래딩 영역 사이의 CTE 불일치로 유리 층에 발생된 압축 응력 영역은 굽힘 시에 관찰되는 유리 층 내의 응력 세기 수준을 상당히 감소시킬 수 있다. 25, 50, 75 및 100 ㎛ 두께 및 20 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 유리 층 모두에서 굽힘시 발생된 인장 응력에 중첩된 추가의 압축 응력 때문에 영역(III) 문턱 (예를 들어, 영역(III)의 경우, < 0.2 MPa√m 의 K)보다 상당히 낮은 응력 세기 수준이 관찰되었다. 추가로, 또한, 25 및 50 ㎛의 두께 및 10 ㎜의 굽힘 반경을 갖는 유리 층은 영역(III) 문턱보다 낮은 응력 세기 수준을 가졌다. 이와 같이, CTE 불일치 접근을 이용하는 이 특정한 유리 층들은 본 발명의 측면에 따라서 10 ㎜ 이상의 굽힘 반경 요건을 갖는 스택 조립체 및 유리 물품 내에 이용될 수 있다 (예를 들어, 도 1d 및 상응하는 설명에서 스택 조립체(100b)를 참고한다).As the estimates in Fig. 10 indicate, the compressive stress region induced in the glass layers due to the CTE mismatch between the core and cladding regions can significantly reduce the stress intensity levels observed within the glass layers during bending. For all of the glass layers having thicknesses of 25, 50, 75 and 100 μm and a bend radius of 20 mm, stress intensity levels significantly lower than the region (III) threshold (e.g., K of < 0.2 MPa√m for region (III)) were observed due to the additional compressive stress superimposed on the tensile stress induced during bending. Additionally, also, the glass layers having thicknesses of 25 and 50 μm and a bend radius of 10 mm had stress intensity levels lower than the region (III) threshold. As such, these particular glass layers utilizing the CTE mismatch approach can be utilized in stack assemblies and glass articles having a bend radius requirement of greater than 10 mm in accordance with aspects of the present invention (see, e.g., stack assembly (100b) in FIG. 1d and the corresponding description).
도 11에는, 본 개시내용의 한 측면에 따라서 75 ㎛의 두께 및 이온 교환 공정을 통해 발생된 압축 응력 영역을 갖는 한 가지 조성물의 유리 층에 관해 파손 확률 대 천공 하중 데이터의 웨이불 플롯이 제공된다. 특히, 시험 샘플의 유리 조성물은 도 9에서 시험한 것과 대등하였다. 도 11의 데이터를 생성하는 데 이용된 실험에서 시험한 모든 유리 층을 이온 교환 공정으로 처리하여 약 772 MPa의 표면에서의 압축 응력 및 9.6 ㎛의 DOL을 갖는 압축 응력 영역을 형성하였다. 도 11에서 개방된 원 기호로 표기된 "B" 그룹의 유리 층은 25 ㎛ PSA 층을 갖는 50 ㎛ PET 층에 적층된 유리 샘플로 이루어졌다. 모든 천공 시험은 PET/PSA 층 스택으로부터 먼, 이 샘플의 외부 유리 표면에 대해 수행하였다. 도 11에서 폐쇄된 원 기호로 표기된 "A" 그룹의 유리 층은 PET/PSA 층 스택에 적층되지 않은 유리 샘플로 이루어졌다. 200 ㎛ 직경의 편평한 하부 스테인레스강 펀치를 이용해서 도 11에 나타낸 천공 시험 결과를 생성하였다.FIG. 11 provides a Weibull plot of failure probability versus puncture load data for one composition of glass layers having a thickness of 75 μm and a compressive stress region developed via an ion exchange process according to one aspect of the present disclosure. In particular, the glass compositions of the test samples were comparable to those tested in FIG. 9 . All of the glass layers tested in the experiments utilized to generate the data in FIG. 11 were treated with the ion exchange process to develop a compressive stress region having a compressive stress at the surface of about 772 MPa and a DOL of 9.6 μm. The "B" group of glass layers, indicated by the open circle symbols in FIG. 11 , consisted of glass samples laminated to a 50 μm PET layer with a 25 μm PSA layer. All puncture tests were performed on the outer glass surface of these samples, away from the PET/PSA layer stack. The "A" group of glass layers, indicated by the closed circle symbols in FIG. 11 , consisted of glass samples that were not laminated to a PET/PSA layer stack. The perforation test results shown in Fig. 11 were generated using a flat bottom stainless steel punch with a diameter of 200 μm.
도 11에 나타낸 바와 같이, 비-적층된 "A" 그룹의 샘플 및 적층된 "B" 그룹의 샘플은 각각 4.3 ㎏f 및 3.3 ㎏f의 웨이불 특성 강도 값 (즉, 63.2% 이상의 파손 확률에서)을 나타낸다. 게다가, 두 그룹의 모든 샘플은 5.5 ㎏f 이상에서 파손되었다. 적층된 "B" 그룹의 웨이불 모듈러스는 비-적층된 "A" 그룹의 웨이불 모듈러스보다 높고, 이는 샘플 적층에 의해서 파손 성능 가변성이 감소될 수 있다는 것을 나타낸다. 다른 한편, 비-적층된 "A" 그룹은 적층된 "B" 그룹에 비해 더 높은 평균 천공 파손 하중 및 웨이불 특성 강도를 입증하였고, 이는 적층이 천공 시험 성능을 약간 감소시킬 수 있고, 이는 아마도 천공 시험 팁 가까이에서 유리에 인접해서 유연성 층과 관련된 증가된 국소 응력 집중에 의해 야기되는 것임을 암시한다. 이와 같이, 본 개시내용의 측면에 따른 스택 조립체의 적층과 관련된 선택 및 옵션(option)은 천공 저항성 가변성의 잠재적 최적화 및 천공 저항성의 전체 최대화에 유념할 수 있다.As shown in Fig. 11, the samples of the non-laminated "A" group and the samples of the laminated "B" group exhibited Weibull characteristic strength values of 4.3 kgf and 3.3 kgf (i.e., at a failure probability of 63.2% or higher), respectively. In addition, all the samples of both groups failed at 5.5 kgf or higher. The Weibull modulus of the laminated "B" group was higher than that of the non-laminated "A" group, indicating that the failure performance variability can be reduced by sample lamination. On the other hand, the non-laminated "A" group demonstrated higher average puncture failure load and Weibull characteristic strength compared to the laminated "B" group, suggesting that lamination can slightly reduce the puncture test performance, which is probably caused by the increased local stress concentration associated with the flexible layer adjacent to the glass near the puncture test tip. In this way, selections and options relating to lamination of stack assemblies according to aspects of the present disclosure may be mindful of potential optimization of puncture resistance variability and overall maximization of puncture resistance.
전체 응력 프로파일Overall stress profile
유리 내의 인장 응력은 결함을 전파하게 하는 경향이 있고, 한편, 유리 내의 압축 응력은 결함의 전파를 억제하는 경향이 있다. 결함은 유리가 제조되거나, 취급되거나 또는 가공되는 본질로부터 유리에 존재할 수 있다. 따라서, 아마도 결함을 갖거나 또는 결함을 수용할 유리의 부분 (즉, 주요 표면, 및 그 표면에서부터 균열이 침투할 수 있는 깊이까지)을 압축하는 것이 바람직하다. 굽힌 유리 단편의 경우, 응력 프로파일은 두 주요 성분으로 이루어지고, 제1 σI는 유리가 제조되고/제조되거나 가공되는 방식으로부터 유리에 고유적으로 있는 것이고, 제2 σB는 유리 내에서 굽힘으로부터 유발되는 것이다.Tensile stresses within a glass tend to propagate flaws, whereas compressive stresses within a glass tend to inhibit the propagation of flaws. Flaws may be present in the glass from the very nature of how the glass is manufactured, handled or processed. Therefore, it is desirable to compress those portions of the glass that are likely to have or will contain flaws (i.e., the major surfaces, and from those surfaces to a depth where a crack can penetrate). For a bent piece of glass, the stress profile consists of two main components, the first σI being inherent in the glass from the way the glass is manufactured and/or processed, and the second σB being induced by the bend within the glass.
유리 자체에 고유적으로 있는 응력인 제1 성분 σI의 예를 도 12에 나타낸다. 선(1202)은 756 MPa의 압축 응력 및 9.1 ㎛의 DOL을 갖는 코닝 코드 2319 (고릴라® 유리 2)로 제조된 75 ㎛ 두께 유리 부재의 응력 프로파일이다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 양의 응력은 인장이고, 압축 응력은 음이다. 유리에서 고유 응력 프로파일은 (유리의 외부 층에 압축 응력을 부여할 수 있는 위에서 서술된 유리 적층체의 경우에서처럼) 유리를 제조할 때의 상이한 IOX 조건, 유리 조성물 및/또는 상이한 가공 조건에 기초해서 달라질 수 있다. 어떠한 경우이든, 유리 자체는 고유 응력 프로파일을 가질 것이다.An example of the first component σI, which is a stress inherent in the glass itself, is shown in FIG. 12. Line (1202) is a stress profile for a 75 μm thick glass element manufactured from Corning Code 2319 (Gorilla® Glass 2) having a compressive stress of 756 MPa and a DOL of 9.1 μm. As used herein, positive stress is tensile and compressive stress is negative. The inherent stress profile in a glass can vary based on different IOX conditions, glass compositions, and/or different processing conditions during manufacture of the glass (as in the case of the glass laminates described above which can impart compressive stresses to the outer layers of the glass). In any case, the glass itself will have an inherent stress profile.
유리 부재(50)를 굽힐 때, 굽힘은 유리 내에서 응력 프로파일에 제2 응력 성분 σB을 유발한다. 예를 들어, 유리 부재(50)를 도 1a에 나타낸 방향으로 굽힐 때, 굽힘 작용에 의해 유발되는 인장 응력은 상기 식 (1)에 의해 주어지고, 유리 부재(50)의 외측 표면, 예를 들어 제1 주요 표면(54)에서 최대일 것이다. 제2 주요 표면(56)은 압축될 것이다. 굽힘에 의해 유발된 응력의 예는 도 13에서 선(1302)으로 나타낸다. 선(1302)은 코닝 코드 2319 (고릴라® 글래스 2)로 제조된 75 ㎛ 두께 유리 부재의 굽힘 응력 플롯이지만, 지금은 IOX로 인한 유리의 고유 응력 프로파일을 무시한다. 이 유형의 유리의 경우, 플롯된 바와 같이, 식 (1)의 매개변수는 모듈러스 E = 71.3 GPa, 푸아송 비 ν = 0.205, 두께 = 75 ㎛ 및 굽힘 반경 = 4.5 ㎜이다.When the glass member (50) is bent, the bending induces a second stress component σB in the stress profile within the glass. For example, when the glass member (50) is bent in the direction shown in FIG. 1a, the tensile stress induced by the bending action is given by Equation (1) above and will be maximum at the outer surface of the glass member (50), for example, the first major surface (54). The second major surface (56) will be in compression. An example of the stress induced by the bending is shown in FIG. 13 as line (1302). Line (1302) is a bending stress plot of a 75 μm thick glass member manufactured from Corning Code 2319 (Gorilla® Glass 2), but for the moment ignoring the inherent stress profile of the glass due to IOX. For this type of glass, as plotted, the parameters in equation (1) are modulus E = 71.3 GPa, Poisson's ratio ν = 0.205, thickness = 75 μm, and bending radius = 4.5 mm.
따라서, 다시, 유리에서 전체 응력 프로파일은 상기 두 성분의 합, 또는 σI + σB일 것이다. 전체 응력은 도 14에 실선(1402)으로 나타내고, 이 실선(1402)은 짧은 점선으로 나타낸 고유 응력 σI의 선(1202) 및 긴 점선으로 나타낸 굽힘에 의해 유발된 응력 σB의 선(1302)의 합이다. 유리 부재(50)의 외측 표면, 예를 들어 도 1a에 나타낸 주요 표면(54)에서의 응력은 플롯의 왼쪽에 나타내고, 한편, 내측 주요 표면(56)에서의 응력은 플롯의 오른쪽에 나타낸다. 선(1402)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 내측 제2 주요 표면(56)에서의 응력은 압축이고, 결함의 전파를 제한할 것이다. 또한, 외부 또는 제1 주요 표면(54)에서의 응력도 압축 응력이고, 결함의 전파를 제한할 것이다. 나타낸 바와 같이, 위에서 언급한 조건의 경우, 압축 응력은 제1 주요 표면(54)에서부터 수 마이크로미터의 깊이까지 연장된다. 외측 주요 표면에서의 압축 응력의 양, 및 압축 응력이 미치는 외측 주요 표면 아래의 깊이는 많은 방식으로 증가시킬 수 있다. 첫째, 굽힘에 의해 유발되는 인장 응력을 더 작게 할 수 있다. 식 (1)로부터 알 수 있는 바와 같이, 굽힘에 의해 유발되는 응력 σB는 더 얇은 유리, 및/또는 더 큰 굽힘 반경, 및/또는 더 작은 모듈러스 E를 갖는 유리, 및/또는 더 높은 푸아송 비 ν를 갖는 유리를 이용함으로써 더 작게 할 수 있다. 둘째, 외측 주요 표면에서 압축 응력의 양은 예를 들어 도 12에 관한 논의와 관련해서 위에서 언급한 바와 같이 상이한 IOX 조건, 유리 조성물, 및/또는 상이한 가공 조건을 이용함으로써 요망되는 부위에서 더 큰 고유 압축 응력 σI을 갖는 유리를 선택함으로써 증가될 수 있다.Therefore, again, the overall stress profile in the glass will be the sum of these two components, or σI + σB. The overall stress is represented in FIG. 14 by the solid line (1402), which is the sum of the line (1202) of the inherent stress σI, represented by the short dashed line, and the line (1302) of the bending-induced stress σB, represented by the long dashed line. The stress at the outer surface of the glass element (50), e.g., the major surface (54) shown in FIG. 1A, is represented on the left side of the plot, while the stress at the inner major surface (56) is represented on the right side of the plot. As can be seen from the line (1402), the stress at the inner second major surface (56) is compressive and will limit the propagation of a flaw. Additionally, the stress at the outer or first major surface (54) is also compressive and will limit the propagation of a flaw. As shown, for the conditions mentioned above, the compressive stress extends from the first major surface (54) to a depth of several micrometers. The amount of compressive stress at the outer major surface, and the depth below the outer major surface to which the compressive stress extends, can be increased in a number of ways. First, the tensile stress induced by the bend can be made smaller. As can be seen from Equation (1), the stress σB induced by the bend can be made smaller by using a thinner glass, and/or a larger bend radius, and/or a glass having a smaller modulus E, and/or a glass having a higher Poisson's ratio ν. Second, the amount of compressive stress at the outer major surface can be increased by selecting a glass having a larger inherent compressive stress σI at the desired location, for example, by using different IOX conditions, glass compositions, and/or different processing conditions as mentioned above in connection with the discussion of FIG. 12.
개시내용의 중요한 측면은 외측 주요 표면, 즉, 유리 부재(50)의 굽힌 부분의 바깥쪽에 있는 주요 표면, 예를 들어 도 1a에 나타낸 제1 주요 표면(54)에서, 굽힘 반경이 ≤ 20 ㎜인 절첩가능한 또는 롤링가능한 디스플레이의 경우, 하기 식 (3)에 의해 나타낸 바와 같이, 고유 응력 σI 및 굽힘 응력 σB의 합이 0 미만이다.An important aspect of the disclosure is that, in the case of a foldable or rollable display having a bend radius of ≤ 20 mm, at the outer major surface, i.e., the major surface outside the bent portion of the glass member (50), for example, the first major surface (54) as shown in FIG. 1a, the sum of the inherent stress σI and the bending stress σB is less than 0, as expressed by the following equation (3).
σI + σB < 0식 (3)σI + σB < 0 Equation (3)
추가로, 식 (3)이 일부 예에서는 주요 표면(54) 아래 1 ㎛ 이상의 깊이까지, 다른 예에서는 주요 표면(54) 아래 2 ㎛ 이상의 깊이까지, 및 다른 예에서는 주요 표면(54) 아래 3 ㎛ 이상의 깊이까지 충족시키도록 유리 부재의 응력 프로파일을 정의하는 것이 추가로 유익하다. 식 (3)이 적용되는 깊이가 주요 표면 아래로 더 깊을수록, 장치가 더 내구성일 것이다. 즉, 결함 (예를 들어, 제조 또는 사용 동안에 장치 취급으로부터 생기는 긁힘)이 주요 표면 아래로 식 (3)의 관계식이 적용되는 곳보다 더 큰 정도까지 연장되면, 결함이 시간에 따라 전파할 것이고, 유리 부재가 파손될 것이다. 환언하면, 파손을 최소화하기 위해서는, 굽힘으로부터 유발되는 응력이 영역(1403)에 함유되도록, 즉, 선(1402)이 Y 축을 두 선으로 자르는 점보다 크지 않도록 IOX 프로파일이 관리되어야 한다. 추가로, 추가의 예에서는, 결함이 영역(1403) 내에 함유되도록, 즉, 유리 표면으로부터의 최대 결함 깊이가 선(1402)이 X 축을 두 선으로 자르는 점을 초과하지 않도록 관리되어야 하고, 이렇게 함으로써 결함이 유리의 압축 영역에 함유되어 전파하지 않을 것이다. 따라서, 영역(1403)을 최대화함으로써, 더 작은 굽힘 반경 및 더 깊은 결함이 용인될 수 있고, 한편으로는 파손이 최소화된다.Additionally, it is further advantageous to define the stress profile of the glass member such that equation (3) is satisfied in some examples to a depth of at least 1 μm below the major surface (54), in other examples to a depth of at least 2 μm below the major surface (54), and in other examples to a depth of at least 3 μm below the major surface (54). The deeper below the major surface to which equation (3) applies, the more durable the device will be. That is, if a flaw (e.g., a scratch resulting from handling of the device during manufacturing or use) extends below the major surface to a greater extent than where the relationship of equation (3) applies, the flaw will propagate over time and the glass member will fail. In other words, to minimize failure, the IOX profile should be managed such that the stress induced from bending is contained in the region (1403), i.e., no greater than the point where line (1402) cuts the Y-axis into two lines. Additionally, in additional examples, the flaw should be managed so that it is contained within the region (1403), i.e., so that the maximum flaw depth from the glass surface does not exceed the point where line (1402) cuts the X-axis in two, so that the flaw is contained within the compressive region of the glass and does not propagate. Thus, by maximizing the region (1403), a smaller bend radius and deeper flaws can be tolerated, while on the other hand, breakage is minimized.
상기한 논의에서는 외측 주요 표면을 제1 주요 표면(54)으로 나타내지만, 일부 예에서는, 제1 주요 표면(54) 대신에 제2 주요 표면(56)이 외측 주요 표면일 수 있다. 다른 예에서는, 예를 들어, 삼중 절첩 배열에서는, 제1 주요 표면(54) 및 제2 주요 표면(56) 둘 다가 외측 주요 표면인, 즉, 유리 부재(50)의 굽힌 부분의 바깥쪽에 있는 부분을 가질 수 있다.Although the above discussion refers to the outer major surface as the first major surface (54), in some examples, the second major surface (56) may be the outer major surface instead of the first major surface (54). In other examples, for example, in a triple fold arrangement, both the first major surface (54) and the second major surface (56) may be outer major surfaces, i.e., have portions that are outside of the bent portion of the glass element (50).
IOX 후 라이트 에칭 단계의 이익Benefits of the light etching step after IOX
IOX 강화 단계 후 에칭 단계 수행의 이익을 도 15 및 16에 나타내고, 도 15 및 16은 다양한 2점 굽힘 강도 분포를 나타낸다. 이 도면에서 2점 굽힘 값은 다음과 같이 샘플을 시험함으로써 측정하였다. 샘플에 250 MPa/초의 일정한 비율로 응력을 가하였다. 2점 굽힘 프로토콜에 관해서는 [S. T. Gulati, J. Westbrook, S. Carley, H. Vepakomma, and T. Ono, "45.2: Two point bending of thin glass substrates, " in SID Conf., 2011, pp. 652-654]를 참고한다. 환경을 50% 상대 습도 및 25℃로 조절하였다. 데이터 세트는 파손시의 최대 응력을 나타내고, 파손은 최소 반경 부위에서 일어난다고 가정한다. 선(1501)은 200 ㎛ 두께로부터 75 ㎛ 두께로 딥(deep) 에칭된 유리 샘플의 강도의 웨이불 분포를 나타낸다 (이 샘플에 대해서는 IOX 또는 후속 에칭을 수행하지 않았음). 이 세트의 샘플은 B10 파손 확률에서 약 850 MPa의 강도를 나타낸다. 선(1502)은 200 ㎛ 두께로부터 75 ㎛ 두께로 딥 에칭된 후 IOX로 처리된 (하지만, 후속 에칭은 수행되지 않음) 유리 샘플의 강도의 웨이불 분포를 나타낸다. 이 샘플은 선(1501)의 딥 에칭만 수행된 샘플의 값으로부터 B10 파손 확률에서 약 700 MPa의 약간 감소된 강도를 나타낸다. 이론에 의해 얽매고 싶지는 않지만, IOX 공정은 결함을 연장함으로써 강도를 감소시키는 것으로 보인다. 선(1503)은 200 ㎛ 두께로부터 75 ㎛ 두께로 딥 에칭되고, 선(1502)의 샘플과 동일한 조건 하에서 IOX 처리된 후, 후속 라이트 에칭으로 처리되어 각 표면으로부터 < 2 ㎛의 두께가 제거된 유리 샘플의 강도의 웨이불 분포를 나타낸다. 이 샘플은 선(1501) 및 (1502)의 샘플 세트 각각에 대해서 B10 파손 확률에서 약 1500 MPa의 증가된 강도를 나타낸다. 따라서, 도 15는 IOX 후 라이트 에칭 수행의 이익을 나타낸다. 다시, 이론에 의해 얽매고 싶지 않지만, IOX 후 라이트 에칭은 결함 깊이를 감소시키고, IOX 공정 자체에 의해 도입된 균열 선단을 뭉툭하게 하고, 따라서 샘플의 강도를 증가시킨다고 믿는다.The benefit of performing the etching step after the IOX strengthening step is demonstrated in Figs. 15 and 16, which show various two-point bending strength distributions. The two-point bending values in these figures were measured by testing the samples as follows. The samples were stressed at a constant rate of 250 MPa/sec. For the two-point bending protocol, see [S. T. Gulati, J. Westbrook, S. Carley, H. Vepakomma, and T. Ono, "45.2: Two point bending of thin glass substrates," in SID Conf., 2011, pp. 652-654]. The environment was controlled at 50% relative humidity and 25°C. The data sets represent the maximum stress at failure, assuming that failure occurs at the minimum radius site. Line (1501) shows the Weibull distribution of strength of glass samples that were deep etched from 200 μm to 75 μm thick (no IOX or subsequent etching was performed on these samples). This set of samples exhibited a strength of about 850 MPa at B10 failure probability. Line (1502) shows the Weibull distribution of strength of glass samples that were deep etched from 200 μm to 75 μm thick and then IOX treated (but no subsequent etching was performed). This sample exhibited a slightly reduced strength of about 700 MPa at B10 failure probability from the value for the deep etched only sample in line (1501). Without wishing to be bound by theory, it appears that the IOX process reduces strength by extending flaws. Line (1503) shows the Weibull distribution of strength of a glass sample that was deep etched from 200 μm to 75 μm thick, IOX treated under the same conditions as the sample in line (1502), and then subsequently light etched to remove <2 μm of thickness from each surface. This sample shows an increased strength of about 1500 MPa at B10 failure probability over each of the sample sets in lines (1501) and (1502). Thus, FIG. 15 shows the benefit of performing a post-IOX light etch. Again, without wishing to be bound by theory, it is believed that the post-IOX light etch reduces the flaw depth and blunts the crack tip introduced by the IOX process itself, thereby increasing the strength of the sample.
IOX가 딥 에칭된 샘플에서 강도를 감소시키는 것으로 보이지만 (도 15에서 보이는 바와 같이), 도 16은 (도 12-14와 관련해서 위에서 논의한 것 외에 추가로) 절첩가능한 및/또는 롤링가능한 디스플레이의 경우에 유리의 주요 표면의 강화의 또 다른 이익을 나타낸다. 특히, IOX로 처리되지 않은 유리는 그의 (굽힘의) 외측 표면이 압축되지 않음으로써 피로를 겪는다. 따라서, IOX로 처리되지 않은 유리 샘플은 시간 지연 파손을 겪을 것이다. 선(1601)은 200 ㎛ 두께로부터 75 ㎛ 두께로 딥 에칭만 되고 (이것은 IOX로 처리되지 않음), 큐브 코너 다이아몬드 압자와 매우 낮은 하중 10 gf로 접촉한 후에 2점 굽힘 강도 시험으로 시험한 유리 샘플의 강도의 웨이불 분포를 나타낸다. 큐브 코너 시험은 큐브 코너 다이아몬드 압자 팁을 갖는 미투토요(Mitutoyo) HM-200 경도 시험 기계로 수행하였다. 시험은 기기의 샘플 스테이지 상에 놓은 비피복 유리에 대해 수행하였다. 10 그램 힘 (gf)의 하중을 가하고 10초의 지속 시간 동안 유지하였다. 압입은 50% 상대 습도 및 25℃에서 수행하였다. 압흔이 시험 샘플의 중심에 있고, 이렇게 해서 이것은 2점 굽힘 시험으로 시험할 때 최대 응력 부위 (최소 반경)일 것이다. 압입 후, 샘플을 위에서 서술한 2점 굽힘 시험 전에 24 시간 동안 동일 환경에서 유지하였다. 선(1601)은 B10 파손 확률에서 약 150 MPa의 강도를 나타낸다. 선(1603)은 200 ㎛ 두께로부터 75 ㎛ 두께로 딥 에칭되고, IOX로 처리되고, 후속 에칭되어 각 면으로부터 2 ㎛ 두께가 제거되고, 그 다음, 큐브 코너 다이아몬드 압자와 매우 낮은 하중 10 gf로 접촉한 후 2점 굽힘 강도 시험으로 시험한 유리 샘플의 강도의 웨이불 분포를 나타낸다. 선(1603)은 B10 파손 확률에서 약 800 MPa의 강도를 나타낸다. 선(1601)과 선(1501)을 비교하고 선(1603)과 선(1503)을 비교함으로써, 임의의 접촉이 비강화된 부분의 강도를 크게 감소시킬 것이라고 이해된다. 그러나, 선(1603)과 선(1601)을 비교함으로써, IOX로 처리된 부분의 압축 깊이 내에 손상이 함유되어 선(1601)의 비강화된 부분보다 선(1603)의 강화된 부분에 더 큰 강도를 준다고 이해된다. 따라서, 예를 들어 IOX에 의한 강화는 접촉 손상, 심지어 10 gf의 상대적으로 낮은 하중에 의해 야기되는 접촉 손상의 영향을 감소시키는 유익한 방식이다.While IOX appears to reduce the strength in the deep-etched samples (as shown in FIG. 15 ), FIG. 16 illustrates another benefit of strengthening the major surfaces of the glass in the case of foldable and/or rollable displays (in addition to what was discussed above with respect to FIGS. 12-14 ). In particular, the non-IOXed glass suffers fatigue as its (bend) outer surface is not in compression. Therefore, the non-IOXed glass sample will experience time-delayed failure. Line (1601) shows the Weibull distribution of strength of glass samples that were only deep-etched from 200 μm thick to 75 μm thick (which was not IOXed) and tested in a two-point bending strength test after contact with a cube corner diamond indenter at a very low load of 10 gf. The cube corner tests were performed on a Mitutoyo HM-200 hardness testing machine with a cube corner diamond indenter tip. The tests were performed on bare glass placed on the sample stage of the device. A load of 10 grams force (gf) was applied and held for a duration of 10 seconds. The indentations were performed at 50% relative humidity and 25°C. The indentation was in the center of the test sample, so that this would be the area of maximum stress (minimum radius) when tested in a two-point bend test. After the indentation, the sample was kept in the same environment for 24 hours before the two-point bend test described above. Line (1601) represents a strength of about 150 MPa at B10 failure probability. Line (1603) represents a Weibull distribution of the strength of a glass sample that was deep etched from 200 μm to 75 μm thick, treated with IOX, and subsequently etched to remove 2 μm thickness from each side, and then tested in a two-point bend strength test after contact with a cube corner diamond indenter at a very low load of 10 gf. Line (1603) shows a strength of about 800 MPa at B10 failure probability. By comparing lines (1601) and (1501) and by comparing lines (1603) and (1503), it is understood that any contact would significantly reduce the strength of the unreinforced portion. However, by comparing lines (1603) and (1601), it is understood that the damage is contained within the compression depth of the IOX treated portion, giving a greater strength to the reinforced portion of line (1603) than to the unreinforced portion of line (1601). Therefore, strengthening by IOX, for example, is a beneficial way to reduce the effects of contact damage, even contact damage caused by relatively low loads of 10 gf.
비커스 균열 개시Vickers crack initiation
또한, 본 개시내용에 따른 유리 부재의 예는 강도 제한 결함 생성에 대한 저항성을 제공할 수 있다. 이것은 유리 부재가 커버 유리로 이용되고, 사용자로부터의 접촉 또는 다른 접촉 사건을 겪을 때 유익하다. 이론에 의해 얽매고 싶지 않지만, IOX는 또한 강도-제한 결함 생성에 대한 저항성을 제공한다. 위에서 논의한 바와 같이 딥 에칭되고 IOX로 처리되고 그 다음에 라이트 에칭된 유리 샘플에 >100 ㎛의 균열을 생성/개시하는 데 2 ㎏f 초과의 힘이 필요하다. 도 17-20은 IOX로 처리된 도 17 및 18의 샘플 (위에서 논의한 바와 같이 딥 에칭되고, IOX로 처리되고, 그 다음에 라이트 에칭됨)과 IOX로 처리되지 않은 (하지만, 딥 에칭만 수행된) 도 19 및 20의 샘플의 비교를 나타낸다. 도 17은 비커스 다이아몬드 압자로 1 ㎏f 하중을 받은 IOX로 처리된 샘플을 나타낸다. 비커스 균열 개시 시험은 레코(Leco) 비커스 경도 시험기 LV800AT로 수행하였다. 시험은 압입 기기의 샘플 스테이지 상에 놓인 피비복 유리에 대해 수행하였다. 주어진 하중에서 생긴 10 개 압흔 중 50% 초과가 강도 제한 결함의 존재를 나타낼 때까지 증가하는 하중으로 유리에 압입하였다. 압입은 10 초의 압흔 지속 시간으로 주위 조건 하에서 수행하였다. 도 17에서 보이는 바와 같이, 압자는 100 ㎛ 미만의 결함을 생성하였다. 도 18은 비커스 압자로 2 ㎏f 하중을 받은 IOX로 처리된 샘플을 나타낸다. 도 17과 마찬가지로, 압자는 100 ㎛ 미만의 결함을 생성하였다. 따라서, 본 개시내용의 예들이 2 ㎏f 하중을 견뎌낼 수 있어 강도 제한 결함, 즉, 100 ㎛ 초과의 결함을 발생시키지 않는다고 이해된다. 도 19는 비커스 압자로 1 ㎏f 하중을 받은 IOX로 처리되지 않은 유리 샘플을 나타낸다. 도 19에서 보이는 바와 같이, 압자는 100 ㎛ 초과의 결함을 생성하였다. 도 20은 비커스 압자로 2 ㎏f 하중을 받은 IOX로 처리되지 않은 유리 샘플을 나타낸다. 도 20에서 보이는 바와 같이, 압자는 100 ㎛보다 훨씬 큰 결함을 생성하였다. 도 17과 도 19의 비교 및 도 18과 도 20의 비교는 IOX로 처리된 유리 부분이 강도 제한 결함, 즉, 100 ㎛ 초과의 결함 생성에 대한 저항성을 제공할 수 있다는 것을 나타낸다. 도 18 및 20의 비교에 의해 볼 수 있는 바와 같이, 비커스 압자에 대한 힘의 매우 작은 증가 (즉, 1 ㎏f에서 2 ㎏f로 증가)는 비강화된 부분에서 훨씬 더 큰 결함을 생성한다. 이론에 의해 얽매고 싶지 않지만, 비커스 압자가 큐브 코너 압자보다 훨씬 더 넓은 각을 갖기 때문에, 비커스 압자가 강도-제한 결함을 생성하는 데 (큐브 코너보다) 훨씬 더 많은 힘을 요구한다고 생각된다.Additionally, examples of glass members according to the present disclosure can provide resistance to strength-limiting flaw formation. This is beneficial when the glass member is utilized as a cover glass and experiences contact from a user or other contact events. Without wishing to be bound by theory, IOX also provides resistance to strength-limiting flaw formation. As discussed above, a force greater than 2 kgf is required to create/initiate a crack of >100 μm in a glass sample that was deep-etched, IOXed, and then light-etched. Figures 17-20 show comparisons of the IOXed samples of Figures 17 and 18 (deep-etched, IOXed, and then light-etched as discussed above) with the samples of Figures 19 and 20 that were not IOXed (but only deep-etched). Figure 17 shows the IOXed sample subjected to a 1 kgf load with a Vickers diamond indenter. Vickers crack initiation tests were performed on a Leco Vickers hardness tester LV800AT. The tests were performed on a slab of glass placed on the sample stage of the indentation device. The glass was indented at increasing loads until more than 50% of the ten indentations made at a given load showed the presence of strength-limiting flaws. The indentations were performed under ambient conditions with an indentation duration of 10 seconds. As shown in Fig. 17, the indenter produced flaws less than 100 μm. Fig. 18 shows an IOX-treated sample subjected to a 2 kgf load with a Vickers indenter. Similar to Fig. 17, the indenter produced flaws less than 100 μm. Therefore, it is understood that the examples of the present disclosure can withstand a 2 kgf load and thus do not produce strength-limiting flaws, i.e., flaws greater than 100 μm. Fig. 19 shows an untreated glass sample subjected to a 1 kgf load with a Vickers indenter. As shown in Fig. 19, the indenter produced flaws greater than 100 μm. Fig. 20 shows an untreated glass sample subjected to a 2 kgf load with a Vickers indenter. As shown in Fig. 20, the indenter produced flaws much larger than 100 μm. The comparison of Figs. 17 and 19 and the comparison of Figs. 18 and 20 indicate that the IOX treated glass portion can provide resistance to the production of strength limiting flaws, i.e., flaws greater than 100 μm. As can be seen by the comparison of Figs. 18 and 20, a very small increase in force for the Vickers indenter (i.e., from 1 kgf to 2 kgf) produces much larger flaws in the non-strengthened portion. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the Vickers indenter requires much more force (than the cube corner) to produce strength-limiting flaws since the Vickers indenter has a much wider angle than the cube corner indenter.
비커스 경도Vickers hardness
유리 부재는 550 내지 650 ㎏f/㎟의 비커스 경도를 갖는다. 비커스 경도는 미투토요 HM-114 경도 시험 기계로 측정하였다. 경도는 200 그램 힘(gf)으로 압입하고, 결과적으로 얻은 자국의 두 주대각선 길이의 평균을 측정함으로써 측정하였다. 경도는 다음 식으로 계산하였다: VHN = (P * 1.8544)/d2, 여기서 VHN은 비커스 경도 수치이고, P는 200 gf의 가한 하중이고, d는 평균 주대각선 길이이다. 대표적으로 10회의 VHN 측정을 행하여 평균 VHN을 결정한다. 압입은 50% 상대 습도 및 25℃에서 수행한다. 시험은 압입 기기의 샘플 스테이지 상에 놓인 비피복 유리에 대해 수행한다. 압입의 지속 시간은 10 초이다. 비커스 경도를 포함해서 경도는 물질 내의 영구 변형의 측정값이다. 더 높은 비커스 경도 수치에 의해 증명되는 바와 같이, 물질이 단단할수록, 물질 내의 영구 변형이 적다. 따라서, 경도는 예를 들어 물질과 접촉할 수 있는 열쇠 및 유사한 또는 더 작은 경도를 갖는 물체에 대한 물질의 긁힘 및 다른 손상 저항성의 측정값이다. 550 내지 650 ㎏f/㎟의 비커스 경도는 장치 커버와 함께 예를 들어 사용자의 주머니 또는 배낭에서 발견할 수 있는 열쇠 및 다른 물체에 대한 장치 커버의 적당한 긁힘 및 다른 손상 저항성을 제공한다.The glass member has a Vickers hardness of 550 to 650 kgf/mm2. The Vickers hardness was measured with a Mitutoyo HM-114 hardness testing machine. The hardness was measured by indenting with 200 grams of force (gf) and measuring the average of two major diagonal lengths of the resulting impression. The hardness was calculated by the following equation: VHN = (P * 1.8544)/d2, where VHN is the Vickers hardness number, P is the applied load of 200 gf, and d is the average major diagonal length. Typically, 10 VHN measurements are made to determine the average VHN. The indentation is performed at 50% relative humidity and 25°C. The test is performed on bare glass placed on the sample stage of the indentation machine. The duration of the indentation is 10 seconds. Hardness, including Vickers hardness, is a measure of permanent deformation in a material. As evidenced by a higher Vickers hardness value, the harder a material is, the less permanent deformation there is within the material. Hardness is therefore a measure of the material's resistance to scratches and other damage to, for example, keys and other objects of similar or lesser hardness that may come into contact with the material. A Vickers hardness of 550 to 650 kgf/mm2 provides adequate scratch and other damage resistance for the device cover to, for example, keys and other objects that might be found in a user's pocket or backpack.
폐쇄력Closing force
절첩가능한 또는 굽힘가능한 디스플레이에서 또 다른 고려사항은 장치가 절첩되게 하거나 또는 굽히게 하는 힘이다. 장치를 닫는 데 필요한 힘은 사용자가 그것을 닫을 때 사용자를 불편하게 할 정도로 높지 않아야 한다. 추가로, 그 힘은 장치가 닫힌 채 있도록 의도될 때 장치가 열리게 하는 경향이 있을 정도로 높지 않아야 한다. 따라서, 2점 굽힘 폐쇄력이 제한되어야 한다. 그러나, 2점 굽힘 폐쇄력은 또한 본원에서 폭이라고 부르는 절첩 선의 방향을 따라서 연장되는 유리 부재의 치수에 의존하기 때문에, 그 힘은 폭을 기초로 해서 정규화되어야 한다. 2점 굽힘 폐쇄력은 하기 식 (4)에 의해 주어지고, 식 (4)는 유리가 마치 그것이 두 평행한 플레이트 사이에 배치된 것처럼, 즉, 유리가 일정한 굽힘 반경을 갖지 않도록 거동할 것이라고 가정한다. 모듈러스 아래의 (1 - ν2) 항은 유리같은 물질에서 한 방향에서의 응력/굽힘이 또 다른 방향에서의 수축을 생성할 것이라는 점을 고려한다. 이것은 대표적으로 플레이트 형상 물체의 경우에 해당된다.Another consideration in foldable or bendable displays is the force that causes the device to fold or bend. The force required to close the device should not be so high that it causes the user to feel uncomfortable when closing it. Additionally, the force should not be so high that it tends to open the device when it is intended to remain closed. Therefore, the two-point bend closing force should be limited. However, since the two-point bend closing force also depends on the dimension of the glass member along the direction of the fold line, referred to herein as the width, the force should be normalized based on the width. The two-point bend closing force is given by Equation (4), which assumes that the glass will behave as if it were placed between two parallel plates, i.e., that the glass does not have a constant bend radius. The (1 - ν2 ) term under the modulus takes into account that in a material such as glass, stress/bending in one direction will produce shrinkage in another direction. This is typically the case for plate-shaped objects.
식 (4)Equation (4)
여기서, t는 샘플의 두께 (단위: ㎜)이고, w는 절첩 선을 따라서 유리 부재의 폭 (단위: ㎜)이고, E는 유리 물질의 모듈러스 (단위: GPa)이고, ν는 물질의 푸아송 비이고, 여기서 σ최대는 평행 플레이트 2점 굽힘 방법을 이용할 때 다음 식 (5)에 의해 주어진다.Here, t is the thickness of the sample (unit: mm), w is the width of the glass member along the fold line (unit: mm), E is the modulus of the glass material (unit: GPa), ν is the Poisson's ratio of the material, and where σmax is given by the following equation (5) when using the parallel plate two-point bending method.
식 (5)Equation (5)
여기서, E는 물질의 모듈러스 (단위: GPa)이고, ν는 물질의 푸아송 비이고, t는 물질의 두께 (단위: ㎜)이고, D는 평행한 플레이트 사이의 분리 거리 (단위: ㎜)이다. 식 (5)는 평행 플레이트 굽힘 기기에서의 최대 응력이고, 식 (5)는 샘플이 시험 기기에서 균일한 일정한 굽힘 반경 (식 (1)의 경우에 가정했던 것)을 달성하지 않을 것이고 더 작은 최소 반경을 가질 것이라는 사실을 고려하기 때문에, 식 (5)는 식 (1)에서의 최대 응력과 상이하다. 최소 반경 (R)은 D - h = 2.396 R (여기서, h는 유리 두께 (단위 ㎜)이고, t와 동일함)로 정의된다. 주어진 플레이트 분리에 대해서 결정되는 최소 반경 R을 식 (1)에서 이용해서 최대 응력을 결정할 수 있다.Here, E is the modulus of the material (in GPa), ν is the Poisson's ratio of the material, t is the thickness of the material (in mm) and D is the separation between the parallel plates (in mm). Equation (5) is the maximum stress in the parallel plate bending machine and differs from the maximum stress in Equation (1) because it takes into account the fact that the sample will not achieve a uniform constant bend radius in the test machine (as assumed for Equation (1)) and will have a smaller minimum radius. The minimum radius (R) is defined as D - h = 2.396 R (where h is the glass thickness (in mm) and is equal to t). The minimum radius R determined for a given plate separation can be used in Equation (1) to determine the maximum stress.
식 (4)의 양변을 절첩 선을 따르는 유리 부재의 폭 w로 나누면 F/w의 값을 얻게 된다. 본 발명자들에 의해 특히 유익한 폐쇄력을 갖는다고 발견된 유리 샘플의 값 - 두께 t = 0.075 ㎜, 플레이트 분리 거리 D = 10 ㎜ (여기서, 플레이트 분리 거리는 사이클 시험과 관련해서 아래에서 논의되는 평행한 플레이트에 의한 2점 굽힘 방법에서의 플레이트 분리 거리임), 71 GPa의 모듈러스 E, 0.205의 푸아송 비 ν - 을 대입할 때, 본 발명자들은 0.076 N/㎜ 이하의 F/w 값이 허용가능한 폐쇄력, 즉, 사용자에게 불편을 주지 않는 폐쇄력 및 절첩된 상태로 있을 때 장치가 열리게 하는 경향이 없는 폐쇄력을 얻게 된다는 것을 발견하였다. 예로서, 본 발명자들은 105.2 ㎜의 폭에서 7.99 N의 폐쇄력이 허용가능하였다는 것을 발견하였다. 20 ㎜의 폭에서는 1.52 N의 힘이 허용가능하였다. 따라서, 다시, 폭에 관해 정규화할 때, F/w = 0.076 N/㎜ 이하의 값이 허용가능하였다는 것을 발견하였다.Dividing both sides of equation (4) by the width w of the glass member along the fold line gives a value for F/w. Plugging in the values for a glass sample found by the inventors to have particularly advantageous closing forces - a thickness t = 0.075 mm, a plate separation distance D = 10 mm (wherein the plate separation distance is the plate separation distance in the two-point bending method with parallel plates discussed below in connection with the cyclic test), a modulus E of 71 GPa, and a Poisson's ratio ν of 0.205 - the inventors have found that a value of F/w of 0.076 N/mm or less results in an acceptable closing force, i.e. a closing force that is not uncomfortable for the user and that does not tend to open the device when in the folded state. For example, the inventors have found that a closing force of 7.99 N is acceptable for a width of 105.2 mm. For a width of 20 mm a force of 1.52 N is acceptable. Therefore, again, when normalizing for width, we found that values less than or equal to F/w = 0.076 N/㎜ were acceptable.
사이클 시험Cycle test
디스플레이 또는 다른 장치에 이용할 때, 유리 부재(50)는 반복되는 굽힘 사이클을 겪을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 반복적으로 절첩하고 펼 수 있다. 따라서, 장치의 적당한 수명을 결정하기 위해, 유리 부재를 절첩하고 펼 수 있는 사이클 수를 특성화하는 것이 유익하다. 유리 부재(50)의 사이클 굽힘 내구성을 시험하기 위해, 유리 부재(50)를 30 ㎜의 초기 분리 거리 D를 갖는 평행한 두 플레이트(2102) 및 (2104) 사이에 굴곡된 형상으로 배치하였다 (도 21을 참고한다). 그 다음, 플레이트를 여전히 평행하게 있게 하면서 이동시켜서 분리 거리를 목표 거리로 감소시켰고, 그 목표 거리에서 약 1 초 동안 유지시켰고, 그 다음, 30 ㎜의 초기 분리 거리로 복원시켰고, 초기 분리 거리에서 약 1 초 동안 유지시켰고, 이렇게 해서 사이클을 종료하였다. 플레이트는 38 ㎜/s의 비율로 이동시켰다. 그 다음에, 사이클을 반복하였다. 그 다음, 유리 부재가 파손될 때까지 사이클 수를 셀 수 있다. 30 ㎜의 초기 분리 거리 D가 선택되었지만, 다른 시험에서는 초기 분리 거리가 30 ㎜보다 크거나 또는 작을 수 있다. 30 ㎜라는 값은 유리 부재(50) 상에 유의미한 하중을 가하지 않는 거리로서 선택되었다. 목표 거리는 시험하고자 하는 목표 굽힘 반경을 달성하도록 변화시킬 수 있다. 목표 굽힘 반경 (시험되고 있는 유리 부재에 의해 달성되는 가장 급한 반경임)은 평행한 플레이트(2102, 2104)의 분리 거리 D의 0.414 배이다. 이것은 관심 유리 두께가 대표적으로 플레이트 분리 거리 D보다 훨씬 작을 것이기 때문에 식 (5)에 뒤따르는 논의에서 최소 굽힘 반경 R의 계산으로부터 유리 두께 h (또는 t)를 본질적으로 무시하는 단순화된 계산이다. 그러나, 필요한 정도까지는, 상기 식 (5)에 뒤따르는 논의에서 최소 굽힘 반경 R의 계산을 이용함으로써 유리 두께가 고려될 수 있다. 유리 부재가 시험 기기에서 완벽한 반원을 형성하지 않기 때문에, 굽힘 반경이 단순히 D의 1/2은 아니다. 따라서, 상이한 목표 굽힘 반경을 시험하기 위해, 상이한 평행한 플레이트 거리를 적당히 계산할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제1 주요 표면(54)이 굽힘의 외측 표면을 형성하여 평행한 플레이트의 내측 표면과 접촉하고, 한편, 제2 주요 표면(56)이 굽힘의 내측 표면을 형성한다. 제2 층(70)이 제1 주요 표면(54) 상에 존재할 때는, 그것이 평행한 플레이트와 접촉할 것이다. 제2 층(70)의 두께가 대표적으로 최소한 (1 ㎛ 이하 정도)이기 때문에, 플레이트 분리 거리(D)로부터 (도 21에 나타낸 바와 같이, 제1 주요 표면(54)에 대해) 굽힘 반경을 계산할 때 제2 층의 두께는 무시될 수 있다. 그러나, 제2 층(70)이 임의의 유의미한 두께를 갖는 정도까지는, 시험되고 있는 주요 표면 (도 21에 나타낸 바와 같이, 제1 주요 표면(54))에서 요망되는 목표 굽힘 반경을 달성하기 위해서 플레이트 분리 거리(D)를 제2 층 두께의 2배만큼 증가시킬 수 있다. 제1 주요 표면(54)을 부재(50)의 굽힌 구성의 외측 주요 표면으로 나타내지만, 유사한 방법을 이용해서 유리 부재(50)가 최종 장치에서 취할 구성에 적절하게 제2 주요 표면(56)을 굽힘의 외측 표면으로 하여 굽힘 반경 및 사이클링을 시험할 수 있다.When used in a display or other device, the glass member (50) may be subjected to repeated bending cycles. For example, the display device may be folded and unfolded repeatedly. Therefore, it is advantageous to characterize the number of cycles that the glass member can be folded and unfolded for determining an appropriate lifespan of the device. To test the cyclic bending durability of the glass member (50), the glass member (50) was placed in a bent configuration between two parallel plates (2102) and (2104) having an initial separation distance D of 30 mm (see FIG. 21 ). The plates were then moved while still parallel to reduce the separation distance to a target distance and held at that target distance for about 1 second, then restored to the initial separation distance of 30 mm and held at the initial separation distance for about 1 second, thereby terminating the cycle. The plates were moved at a rate of 38 mm/s. The cycle was then repeated. The number of cycles can then be counted until the glass member fails. An initial separation distance D of 30 mm was selected, although other tests may have a greater or lesser initial separation distance than 30 mm. The value of 30 mm was selected as a distance that does not impose significant load on the glass member (50). The target distance can be varied to achieve a target bend radius of interest. The target bend radius (which is the tightest radius achievable by the glass member being tested) is 0.414 times the separation distance D of the parallel plates (2102, 2104). This is a simplified calculation that essentially ignores the glass thickness h (or t) from the calculation of the minimum bend radius R in the discussion following Equation (5) since the glass thickness of interest will typically be much smaller than the plate separation distance D. However, to the extent necessary, the glass thickness can be taken into account by utilizing the calculation of the minimum bend radius R in the discussion following Equation (5). Since the glass member does not form a perfect semicircle in the test apparatus, the bend radius is not simply 1/2 of D. Therefore, in order to test different target bending radii, different parallel plate distances can be appropriately calculated. As shown, the first major surface (54) forms the outer surface of the bend and contacts the inner surface of the parallel plates, while the second major surface (56) forms the inner surface of the bend. When the second layer (70) exists on the first major surface (54), it will contact the parallel plates. Since the thickness of the second layer (70) is typically at least (about 1 ㎛ or less), the thickness of the second layer can be ignored when calculating the bending radius (for the first major surface (54) as shown in FIG. 21) from the plate separation distance (D). However, to the extent that the second layer (70) has any significant thickness, the plate separation distance (D) can be increased by twice the second layer thickness to achieve the desired target bend radius at the major surface being tested (the first major surface (54) as shown in FIG. 21). Although the first major surface (54) is shown as the outer major surface of the bent configuration of the member (50), a similar method can be used to test the bend radius and cycling with the second major surface (56) as the outer surface of the bend as appropriate to the configuration that the glass member (50) will assume in the final device.
본 개시내용의 한 예에 따른 유리 부재는 위에서 서술한 바와 같이 75 ㎛ 두께를 가졌고, 775 MPa의 IOX 압축 응력 및 10 ㎛의 DOL을 가졌고, 9 ㎜의 목표 플레이트 분리 거리 D에서 200,000 회 초과의 굽힘 사이클을 견뎌냈다. 본 개시내용의 또 다른 예에 따른 또 다른 유리 부재는 위에서 서술한 바와 같이 75 ㎛의 두께를 가졌고, 775 MPa의 IOX 압축 응력 및 10 ㎛의 DOL을 가졌고, 8 ㎜의 목표 플레이트 분리 거리(D)에서 200,000 회 초과의 굽힘 사이클을 견뎌냈다. 대표적인 디스플레이 장치의 경우, 200,000 회의 굽힘 사이클을 합격하는 것이 적당한 수명이라고 생각된다.A glass member according to one example of the present disclosure had a thickness of 75 μm, had an IOX compressive stress of 775 MPa and a DOL of 10 μm, and withstood greater than 200,000 bending cycles at a target plate separation distance D of 9 mm, as described above. Another glass member according to another example of the present disclosure had a thickness of 75 μm, had an IOX compressive stress of 775 MPa and a DOL of 10 μm, and withstood greater than 200,000 bending cycles at a target plate separation distance (D) of 8 mm, as described above. For a representative display device, passing 200,000 bending cycles is considered an adequate lifespan.
게다가, 위에서는 동적 굽힘 시험을 서술하지만, 유사한 평행 플레이트 시험 기기를 이용해서 정적 굽힘 반경을 시험할 수 있다. 이 경우, 평행한 플레이트(2102, 2104)는 플레이트 분리 거리의 0.414 배가 시험할 요망되는 정적 굽힘 반경과 같도록 요망되는 분리 거리(D)로 설치된다. 평행한 플레이트(2102, 2104)가 필요한 분리 거리(D)로 설치되었을 때, 유리 부재를 도 21에 나타낸 굽힌 구성을 달성하도록 평행한 플레이트 사이에 놓는다.Additionally, while the above describes a dynamic bend test, a similar parallel plate test apparatus can be used to test the static bend radius. In this case, the parallel plates (2102, 2104) are mounted with a desired separation distance (D) such that 0.414 times the plate separation distance is equal to the desired static bend radius to be tested. When the parallel plates (2102, 2104) are mounted with the required separation distance (D), the glass member is placed between the parallel plates to achieve the bent configuration shown in FIG. 21.
결론conclusion
청구범위의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 변화를 가할 수 있다는 것이 관련 분야 기술자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 스택 조립체(100) (도 1, 1a를 참고한다)에서의 압축 응력 영역(60)을 제1 주요 표면(54a)에서부터 유리 층(50a) 안으로 연장되는 것으로 나타내고 서술했지만, 제2 주요 표면(56a)에서부터 유리 층(50a) 안으로 연장되는 유사한 압축 응력 영역이 포함될 수 있다. 또한, 예를 들어, 굽힘 반경의 중심이 스택 조립체(100)의 제2 주요 표면(56a)과 동일한 쪽에 있는 것으로 나타냈지만, 그럴 필요는 없다. 대신에, 또는 그에 추가하여, 굽힘 반경의 중심이 스택 조립체(100)의 제1 주요 표면(54a)과 동일한 쪽에 배치될 수 있다. 예를 들어 스택을 삼중-절첩 구성으로 놓을 때처럼 굽힘 반경의 중심은 스택 조립체(100)의 양쪽에 배치될 수 있다. 게다가, 예를 들어, 스택 조립체를 절첩하는 다른 방법에 따라서 스택 조립체의 한 쪽에 굽힘 반경의 하나 초과의 중심이 배치될 수 있다. 게다가, 예를 들어, 임의의 특정한 예에서는 단 1개의 굽힘 반경을 나타냈지만, 임의의 적당한 및/또는 실용적인 수의 굽힘 반경이 스택 조립체에 존재할 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the claims. For example, while the compressive stress region (60) in the stack assembly (100) (see FIG. 1 , 1a) is shown and described as extending from the first major surface (54a) into the glass layer (50a), a similar compressive stress region may be included extending from the second major surface (56a) into the glass layer (50a). Also, for example, while the center of the bend radius is shown as being on the same side as the second major surface (56a) of the stack assembly (100), this need not be the case. Instead, or in addition, the center of the bend radius can be located on the same side as the first major surface (54a) of the stack assembly (100). For example, the center of the bend radius can be located on either side of the stack assembly (100), such as when the stack is placed in a triple-fold configuration. Additionally, more than one center of bend radii may be located on one side of the stack assembly, for example, depending on the method of folding the stack assembly. Additionally, for example, although any particular example shows only one bend radius, any suitable and/or practical number of bend radii may be present in the stack assembly.
제1 예시 측면에 따르면, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께, 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 갖는 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 추가로 (a) 제1 주요 표면을 갖는 제1 유리 층; 및 (b) 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 스택 조립체가 제공된다. 유리 부재는 (a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 부재의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 초과의 연필 경도를 특징으로 한다.According to a first exemplary aspect, a stack assembly is provided, comprising a glass element having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm, a first major surface and a second major surface, the glass element further comprising: (a) a first glass layer having the first major surface; and (b) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region being defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass layer. The glass element exhibits: (a) no failure when the glass element is held at a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm for at least 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) the second major surface of the glass member is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein the second major surface of the glass member is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when loaded with a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm; and (c) a pencil hardness of greater than 8H.
유리 층이 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함하는 제1 예시 측면의 조립체.An assembly of a first exemplary aspect, wherein the glass layer comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition.
유리 부재의 두께가 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the thickness of the glass member is from about 50 μm to about 100 μm.
유리 부재의 두께가 약 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛인 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the thickness of the glass member is from about 60 μm to about 80 μm.
유리 부재의 굽힘 반경이 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜인 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the glass member has a bending radius of about 3 mm to about 10 mm.
유리 부재의 굽힘 반경이 약 5 ㎜ 내지 약 7 ㎜인 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the glass member has a bending radius of about 5 mm to about 7 mm.
유리 층의 제1 주요 표면에서 압축 응력이 약 600 MPa 내지 1000 MPa인 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the compressive stress on the first major surface of the glass layer is from about 600 MPa to 1000 MPa.
제1 깊이가 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층의 두께의 약 1/3 이하로 설정되는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the first depth is set to not more than about 1/3 of the thickness of the glass layer from the first major surface of the glass layer.
제1 깊이가 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층의 두께의 약 20% 이하로 설정되는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the first depth is set to be no greater than about 20% of the thickness of the glass layer from the first major surface of the glass layer.
제2 예시 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면 상에 배치된 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층을 추가로 포함하는, 제1 예시 측면에 따른 스택 조립체가 제공된다.According to a second exemplary aspect, a stack assembly according to the first exemplary aspect is provided, further comprising a second layer having a low coefficient of friction disposed on the first major surface of the glass member.
제2 층이 열가소성 물질 및 무정형 플루오로카본으로 이루어진 군으로부터 선택되는 플루오로카본 물질을 포함하는 코팅인 제2 예시 측면에 따른 조립체.An assembly according to the second exemplary aspect, wherein the second layer is a coating comprising a fluorocarbon material selected from the group consisting of a thermoplastic material and an amorphous fluorocarbon.
제2 층이 실리콘, 왁스, 폴리에틸렌, 핫-엔드, 파릴렌, 및 다이아몬드 유사 코팅 제제로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함하는 코팅인 제2 예시 측면에 따른 조립체.An assembly according to the second exemplary aspect, wherein the second layer comprises a coating comprising one or more of the group consisting of silicone, wax, polyethylene, hot-end, parylene, and diamond-like coating formulations.
제2 층이 아연 산화물, 몰리브데넘 디술피드, 텅스텐 디술피드, 육방정 질화붕소, 및 알루미늄 마그네슘 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 코팅인 제2 예시 측면에 따른 조립체.An assembly according to a second exemplary aspect, wherein the second layer is a coating comprising a material selected from the group consisting of zinc oxide, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride, and aluminum magnesium boride.
제2 층이 아연 산화물, 몰리브데넘 디술피드, 텅스텐 디술피드, 육방정 질화붕소 및 알루미늄 마그네슘 보라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 코팅인 제2 예시 측면에 따른 조립체.An assembly according to the second exemplary aspect, wherein the second layer is a coating comprising an additive selected from the group consisting of zinc oxide, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride and aluminum magnesium boride.
압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a maximum flaw size of 5 μm or less in the first major surface of the glass layer.
압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 2.5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a maximum flaw size of 2.5 μm or less in the first major surface of the glass layer.
압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 0.4 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a maximum flaw size of 0.4 μm or less in the first major surface of the glass layer.
유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 120 시간 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음을 추가로 특징으로 할 수 있는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the glass element is further characterized by absence of breakage when maintained at a bend radius of about 3 mm to about 20 mm for at least 120 hours at about 25° C. and about 50% relative humidity.
유리 부재 및 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층이 디스플레이 장치에 이용되도록 구성된 제1 및 제2 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first and second exemplary aspects configured to be used in a display device, wherein the second layer is free of glass and has a low coefficient of friction.
압축 응력 영역이 복수의 이온-교환가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함하고, 이온-교환된 금속 이온이 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the first exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a plurality of ion-exchangeable metal ions and a plurality of ion-exchanged metal ions, wherein the ion-exchanged metal ions have atomic radii greater than the atomic radii of the ion-exchangeable metal ions.
유리 층이 가장자리를 추가로 포함하고, 유리 부재가 가장자리에서부터 유리 층 내의 가장자리 깊이까지 연장되는 가장자리 압축 응력 영역을 추가로 포함하고, 가장자리 압축 응력 영역이 가장자리에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the glass layer further comprises an edge, and wherein the glass member further comprises an edge compressive stress region extending from the edge to an edge depth within the glass layer, the edge compressive stress region being defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the edge.
제3 예시 측면에 따르면, 유리 층이 코어 영역, 및 코어 영역 상에 배치된 제1 및 제2 클래드 영역을 추가로 포함할 수 있고, 추가로, 코어 영역의 열 팽창 계수가 클래드 영역의 열 팽창 계수보다 큰 제1 예시 측면에 따른 스택 조립체가 제공된다.According to a third exemplary aspect, a stack assembly according to the first exemplary aspect is provided, wherein the glass layer may further include a core region, and first and second clad regions disposed on the core region, and further, a coefficient of thermal expansion of the core region is greater than a coefficient of thermal expansion of the clad regions.
코어 영역이 코어 두께를 가지고, 제1 및 제2 클래드 영역이 제1 및 제2 클래드 두께를 가지고, 두께 비가 코어 두께를 제1 및 제2 클래드 두께의 합으로 나눔으로써 주어지고, 추가로, 두께 비가 3 이상인 제3 예시 측면에 따른 조립체.An assembly according to a third exemplary aspect, wherein the core region has a core thickness, the first and second clad regions have first and second clad thicknesses, the thickness ratio is given by dividing the core thickness by the sum of the first and second clad thicknesses, and further, the thickness ratio is 3 or greater.
유리 부재가 제1 유리 층 아래에 배치되는 1개 이상의 추가의 유리 층을 추가로 포함하는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the first exemplary aspects, wherein the glass member further comprises at least one additional layer of glass disposed beneath the first layer of glass.
유리 부재가 제1 유리 층 아래에 배치되는 2개의 추가의 유리 층을 추가로 포함하는 상기 제1 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the above first exemplary aspects, wherein the glass member further comprises two additional layers of glass disposed beneath the first layer of glass.
제4 예시 측면에 따르면, 유리 부재의 두께보다 큰 두께 및 2개의 실질적으로 평행한 가장자리 표면을 갖는 유리 구조물을 추가로 포함하고, 유리 구조물이 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 실질적으로 평행한 가장자리 표면 사이에서 구조물의 중앙 영역에 배열되는, 상기 제1 예시 측면에 따른 스택 조립체가 제공된다.According to a fourth exemplary aspect, there is provided a stack assembly according to the first exemplary aspect, further comprising a glass structure having a thickness greater than a thickness of the glass member and two substantially parallel edge surfaces, wherein the glass structure comprises the glass member, the glass members being arranged in a central region of the structure between the substantially parallel edge surfaces.
제5 예시 측면에 따르면, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 층을 포함하고, 유리 층이 추가로 (a) 제1 주요 표면; (b) 제2 주요 표면; 및 (c) 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리 물품이 제공된다. 유리 층은 (a) 유리 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 층의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 층의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 초과의 연필 경도를 특징으로 한다.According to a fifth exemplary aspect, a glass article is provided, comprising a glass layer having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm, wherein the glass layer further comprises: (a) a first major surface; (b) a second major surface; and (c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region being defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass layer. The glass layer exhibits: (a) no breakage when the glass layer is held at a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm for at least 60 minutes at about 25° C. and about 50% relative humidity; (b) the second major surface of the glass layer is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein when a load is applied to the first major surface of the glass layer by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, the second major surface of the glass layer is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf; and (c) a pencil hardness of greater than 8H.
유리 층이 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함하는 상기 제5 예시 측면의 조립체.An assembly according to the fifth exemplary aspect, wherein the glass layer comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition.
유리 층의 두께가 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the thickness of the glass layer is from about 50 μm to about 100 μm.
유리 층의 굽힘 반경이 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜인 상기 제5 제2 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the fifth second exemplary aspects, wherein the glass layer has a bending radius of about 3 mm to about 10 mm.
유리 층의 제1 주요 표면에서 압축 응력이 약 600 MPa 내지 1000 MPa인 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the compressive stress on the first major surface of the glass layer is from about 600 MPa to 1000 MPa.
제1 깊이가 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층의 두께의 약 1/3 이하로 설정되는 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the fifth exemplary aspects, wherein the first depth is set to not more than about 1/3 of the thickness of the glass layer from the first major surface of the glass layer.
제6 예시 측면에 따르면, 유리 층의 제1 주요 표면 상에 배치된 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층을 추가로 포함하는, 제5 예시 측면에 따른 스택 조립체가 제공된다.According to a sixth exemplary aspect, a stack assembly according to the fifth exemplary aspect is provided, further comprising a second layer having a low coefficient of friction disposed on the first major surface of the glass layer.
압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하는 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a maximum flaw size of 5 μm or less in the first major surface of the glass layer.
유리 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 120 시간 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음을 추가로 특징으로 할 수 있는 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the glass layer is further characterized by absence of breakage when maintained at a bend radius of about 3 mm to about 20 mm for more than 120 hours at about 25° C. and about 50% relative humidity.
유리 층 및 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층이 디스플레이 장치에 이용되도록 구성된 상기 제5 예시 측면 및 제6 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the fifth exemplary aspect and the sixth exemplary aspect, wherein the glass layer and the second layer having a low coefficient of friction are configured to be used in a display device.
압축 응력 영역이 복수의 이온-교환가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함하고, 이온-교환된 금속 이온이 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly of any one of the fifth exemplary aspects, wherein the compressive stress region comprises a plurality of ion-exchangeable metal ions and a plurality of ion-exchanged metal ions, wherein the ion-exchanged metal ions have atomic radii greater than the atomic radii of the ion-exchangeable metal ions.
유리 층이 가장자리, 및 가장자리에서부터 유리 층 내의 가장자리 깊이까지 연장되는 가장자리 압축 응력 영역을 추가로 포함하고, 가장자리 압축 응력 영역이 가장자리에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the glass layer further comprises an edge compressive stress region extending from the edge to an edge depth within the glass layer, wherein the edge compressive stress region is defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the edge.
유리 층이 코어 영역, 및 코어 영역 상에 배치된 제1 및 제2 클래드 영역을 추가로 포함하고, 추가로, 코어 영역의 열 팽창 계수가 클래드 영역의 열 팽창 계수보다 큰 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나의 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the glass layer further comprises a core region, and first and second clad regions disposed on the core region, and further wherein a coefficient of thermal expansion of the core region is greater than a coefficient of thermal expansion of the clad regions.
코어 영역이 코어 두께를 가지고, 제1 및 제2 클래드 영역이 제1 및 제2 클래드 두께를 가지고, 두께 비가 코어 두께를 제1 및 제2 클래드 두께의 합으로 나눔으로써 주어지고, 추가로, 두께 비가 3 이상인 상기 제5 예시 측면 중 어느 하나에 따른 조립체.An assembly according to any one of the fifth exemplary aspects, wherein the core region has a core thickness, the first and second clad regions have first and second clad thicknesses, the thickness ratio is given by dividing the core thickness by the sum of the first and second clad thicknesses, and further, the thickness ratio is 3 or greater.
제7 예시 측면에 따르면, 유리 층의 두께보다 큰 두께 및 2개의 실질적으로 평행한 가장자리 표면을 갖는 유리 구조물을 추가로 포함하고, 유리 구조물이 유리 층을 포함하고, 유리 층이 실질적으로 평행한 가장자리 표면 사이에서 구조물의 중앙 영역에 배열되는, 제5 예시 측면에 따른 스택 조립체가 제공된다.According to a seventh exemplary aspect, a stack assembly according to a fifth exemplary aspect is provided, further comprising a glass structure having a thickness greater than a thickness of the glass layers and two substantially parallel edge surfaces, wherein the glass structure comprises the glass layers, the glass layers being arranged in a central region of the structure between the substantially parallel edge surfaces.
제8 예시 측면에 따르면, 제1 주요 표면, 유리 층의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역, 및 최종 두께를 갖는 제1 유리 층을 형성하는 단계; 및 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가지고, 추가로 유리 층, 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면을 포함하는 유리 부재를 형성하는 단계를 포함하는 스택 조립체의 제조 방법이 제공된다. 유리 부재는 (a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; (b) 유리 부재의 제2 주요 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 25 ㎛ 두께의 감압 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 모듈러스를 갖는 약 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성; 및 (c) 8H 초과의 연필 경도를 특징으로 한다.According to an eighth exemplary aspect, a method of making a stack assembly is provided, comprising: forming a first glass layer having a first major surface, a compressive stress region extending from the first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer, the region defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface of the glass layer, and a final thickness; and forming a glass element further comprising the glass layer, the first major surface and the second major surface, the glass element having a thickness of from about 25 μm to about 125 μm. The glass element exhibits: (a) no failure when the glass element is held at about 25° C. and about 50% relative humidity for at least 60 minutes with a bend radius of from about 3 mm to about 20 mm; (b) the second major surface of the glass member is supported by (i) a pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of less than about 1 GPa and (ii) a polyethylene terephthalate layer having an elastic modulus of less than about 50 GPa, wherein the second major surface of the glass member is characterized by a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when loaded with a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm; and (c) a pencil hardness of greater than 8H.
제1 유리 층을 형성하는 단계가 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 및 플로트 공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형성 공정을 포함하고, 형성 공정이 추가로 유리 층을 최종 두께로 형성하도록 구성된 제8 예시 측면에 따른 방법.A method according to the eighth exemplary aspect, wherein the step of forming the first glass layer comprises a forming process selected from the group consisting of melting, slot drawing, rolling, redrawing and float processes, and the forming process is further configured to form the glass layer to a final thickness.
제1 유리 층을 형성하는 단계가 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 및 플로트 공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형성 공정, 및 유리 층으로부터 물질을 제거하여 최종 두께에 이르도록 구성된 물질 제거 공정을 포함하는 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the step of forming the first glass layer comprises a forming process selected from the group consisting of melting, slot drawing, rolling, redrawing and float processes, and a material removing process configured to remove material from the glass layer to reach a final thickness.
유리 층이 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함하는 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the glass layer comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition.
제9 예시 측면에 따르면, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계가 유리 층 내에 함유된 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 크기가 더 큰 원자 반경을 갖는 복수의 이온-교환하는 금속 이온을 포함하는 강화 조를 제공하고; 유리 층을 강화 조에 침지시켜서 유리 층 내의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 일부를 강화 조 내의 복수의 이온-교환하는 금속 이온의 일부와 교환하여 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 것을 포함하는, 제8 예시 측면에 따른 방법이 제공된다.According to a ninth exemplary aspect, a method is provided according to an eighth exemplary aspect, wherein the step of forming a compressive stress region extending from a first major surface of the glass layer to a first depth within the glass layer comprises providing a strengthening bath comprising a plurality of ion-exchangeable metal ions having atomic radii larger than atomic radii of a plurality of ion-exchangeable metal ions contained within the glass layer; and immersing the glass layer in the strengthening bath to exchange a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions within the glass layer with a portion of the plurality of ion-exchangeable metal ions in the strengthening bath to form a compressive stress region extending from the first major surface to the first depth within the glass layer.
침지 단계가 유리 층을 강화 조에서 약 400℃ 내지 약 450℃에서 약 15분 내지 약 180분 동안 침지시키는 것을 포함하는 제9 예시 측면에 따른 방법.A method according to the ninth exemplary aspect, wherein the immersion step comprises immersing the glass layer in a strengthening tank at about 400° C. to about 450° C. for about 15 minutes to about 180 minutes.
제10 예시 측면에 따르면, 압축 응력 영역 형성 단계 후 제1 주요 표면에서 유리 층의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 제8 예시 측면에 따른 방법이 제공된다.According to a tenth exemplary aspect, a method according to an eighth exemplary aspect is provided, further comprising a step of removing from about 1 μm to about 5 μm from the final thickness of the glass layer on the first major surface after the step of forming a compressive stress region.
최종 두께가 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the final thickness is from about 50 μm to about 100 μm.
굽힘 반경이 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜인 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the bending radius is from about 3 mm to about 10 mm.
압축 응력이 약 600 MPa 내지 1000 MPa인 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the compressive stress is from about 600 MPa to 1000 MPa.
제1 깊이가 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층의 최종 두께의 약 1/3 이하로 설정되는 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the first depth is set to not more than about 1/3 of the final thickness of the glass layer from the first major surface of the glass layer.
*제11 예시 측면에 따르면, 제1 유리 층을 형성하는 단계가 코어 영역을 형성하고, 코어 영역 상에 배치되는 제1 및 제2 클래드 영역을 형성하는 것을 추가로 포함하고, 추가로, 코어 영역의 열 팽창 계수가 클래드 영역의 열 팽창 계수보다 큰 제8 예시 측면에 따른 방법이 제공된다.*According to the eleventh exemplary aspect, a method according to the eighth exemplary aspect is provided, wherein the step of forming the first glass layer further includes forming a core region and forming first and second clad regions disposed on the core region, and further, a thermal expansion coefficient of the core region is larger than a thermal expansion coefficient of the clad region.
코어 영역이 코어 두께를 가지고, 제1 및 제2 클래드 영역이 제1 및 제2 클래드 두께를 가지고, 두께 비가 코어 두께를 제1 및 제2 클래드 두께의 합으로 나눔으로써 주어지고, 추가로, 두께 비가 3 이상인 제11 예시 측면에 따른 방법.A method according to an eleventh exemplary aspect, wherein the core region has a core thickness, the first and second clad regions have first and second clad thicknesses, the thickness ratio is given by dividing the core thickness by the sum of the first and second clad thicknesses, and further, the thickness ratio is 3 or greater.
유리 층의 제1 주요 표면 상에 배치되는 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, further comprising the step of forming a second layer having a low coefficient of friction disposed on the first major surface of the glass layer.
제거 단계가 압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하도록 수행되는 제10 예시 측면에 따른 방법.A method according to the tenth exemplary aspect, wherein the removal step is performed such that the compressive stress region includes a maximum flaw size of 5 μm or less in the first major surface of the glass layer.
제거 단계가 압축 응력 영역이 유리 층의 제1 주요 표면에 2.5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하도록 수행되는 제10 예시 측면에 따른 방법.A method according to the tenth exemplary aspect, wherein the removal step is performed such that the compressive stress region includes a maximum flaw size of 2.5 μm or less in the first major surface of the glass layer.
유리 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 120 시간 이상 동안 약 3 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음을 추가로 특징으로 할 수 있는 제8 예시 측면 중 어느 하나에 따른 방법.A method according to any one of the eighth exemplary aspects, wherein the glass layer is further characterized by absence of breakage when maintained at a bend radius of about 3 mm to about 20 mm for at least 120 hours at about 25° C. and about 50% relative humidity.
제12 측면에 따르면, 3 ㎏f 이상의 천공 저항성을 제공하는 제1 두께; 및 5 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 기판에 제공하는 제2 두께를 포함하는 유리 기판이 제공된다.According to a twelfth aspect, a glass substrate is provided comprising a first thickness providing a puncture resistance of 3 kgf or more; and a second thickness providing the substrate with the ability to achieve a bending radius of 5 mm.
제13 측면에 따르면, 제2 두께가 2 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 기판에 제공하는 제12 측면의 유리 기판이 제공된다.According to a thirteenth aspect, a twelfth aspect glass substrate is provided, which provides the substrate with the ability to achieve a bending radius of 2 mm with a second thickness.
제14 측면에 따르면, 제2 두께가 1 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 기판에 제공하는 제12 측면의 유리 기판이 제공된다.According to the fourteenth aspect, a glass substrate of the twelfth aspect is provided, which provides the substrate with the ability to achieve a bending radius of 1 mm with a second thickness.
제15 측면에 따르면, 제2 두께가 ≤ 30 ㎛인 제12 측면 내지 제14 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 15th aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 14th aspects is provided, wherein the second thickness is ≤ 30 ㎛.
제16 측면에 따르면, 제2 두께가 ≤ 25 ㎛인 제12 측면 내지 제14 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 16th aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 14th aspects is provided, wherein the second thickness is ≤ 25 ㎛.
제17 측면에 따르면, 길이를 추가로 포함하고, 제2 두께가 전체 길이를 가로질러서 연속으로 제공되는 제12 측면 내지 제16 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to a 17th aspect, a glass substrate is provided, wherein the glass substrate further comprises a length, and wherein the second thickness is provided continuously across the entire length, any one of the 12th to 16th aspects.
제18 측면에 따르면, 제2 두께를 갖는 기판의 부분을 덮도록 배치되는 보호 부재를 추가로 포함하는 제12 측면 내지 제17 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 18th aspect, a glass substrate according to any one of the 12th to 17th aspects is provided, further comprising a protective member arranged to cover a portion of the substrate having a second thickness.
제19 측면에 따르면, 제1 두께가 ≥ 130 ㎛인 제12 측면 내지 제18 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 19th aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 18th aspects is provided, wherein the first thickness is ≥ 130 ㎛.
제20 측면에 따르면, 유리 기판이 알칼리-무함유 알루미노-보로-실리케이트 유리인 조성물을 포함하는 제12 측면 내지 제19 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 20th aspect, there is provided a glass substrate according to any one of the 12th to 19th aspects, wherein the glass substrate comprises a composition which is alkali-free alumino-boro-silicate glass.
제21 측면에 따르면, 파손 전에 100회 이상의 5 ㎜ 반경 굽힘 사이클을 수행할 수 있는 제12 측면 내지 제20 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 21st aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 20th aspects is provided that is capable of performing 100 or more 5 mm radius bending cycles before breakage.
제22 측면에 따르면, > 50 GPa의 영의 모듈러스를 추가로 포함하는 제12 측면 내지 제21 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to a 22nd aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 21st aspects is provided, further comprising a Young's modulus of > 50 GPa.
제23 측면에 따르면, 8H 이상의 연필 경도를 갖는 제12 측면 내지 제22 측면 중 어느 하나의 유리 기판이 제공된다.According to the 23rd aspect, a glass substrate of any one of the 12th to 22nd aspects having a pencil hardness of 8H or higher is provided.
제24 측면에 따르면, 본체 및 커버 유리를 포함하고, 커버 유리가 제12 측면 내지 제23 측면 중 어느 하나의 유리 기판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.According to the 24th aspect, a display device is provided, which includes a body and a cover glass, wherein the cover glass includes a glass substrate of any one of the 12th to 23rd aspects.
제25 측면에 따르면, 제1 두께를 갖는 기판을 얻고, 제1 두께보다 작은 제2 두께를 달성하도록 기판의 일부를 제거하는 것을 포함하고, 여기서 제1 두께가 기판에 3 ㎏f 이상의 천공 저항성을 제공하고, 여기서 제2 두께가 기판에 5 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 제공하고, 여기서 제거 후 기판이 제1 두께를 갖는 부분을 유지하는, 유리 에칭 방법이 제공된다.According to a 25th aspect, a method of etching glass is provided, comprising obtaining a substrate having a first thickness, and removing a portion of the substrate to achieve a second thickness less than the first thickness, wherein the first thickness provides the substrate with a puncture resistance of 3 kgf or more, and wherein the second thickness provides the substrate with an ability to achieve a bending radius of 5 mm, and wherein after the removal, the substrate retains the portion having the first thickness.
제26 측면에 따르면, 제거가 에칭에 의해 수행되는 제25 측면의 방법이 제공된다.According to the 26th aspect, the method of the 25th aspect is provided, wherein the removal is performed by etching.
제27 측면에 따르면, 제2 두께가 기판에 2 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 제공하는 제25 측면 또는 제26 측면의 방법이 제공된다.According to a 27th aspect, a method of the 25th or 26th aspect is provided, wherein the second thickness provides the ability to achieve a bending radius of 2 mm in the substrate.
제28 측면에 따르면, 제2 두께가 기판에 1 ㎜의 굽힘 반경을 달성하는 능력을 제공하는 제25 측면 또는 제26 측면의 방법이 제공된다.According to the 28th aspect, a method of the 25th or 26th aspect is provided, wherein the second thickness provides the ability to achieve a bending radius of 1 mm in the substrate.
제29 측면에 따르면, 제2 두께가 ≤ 30 ㎛인 제25 측면 내지 제28 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 29th aspect, a method of any one of the 25th to 28th aspects is provided, wherein the second thickness is ≤ 30 ㎛.
*제30 측면에 따르면, 제2 두께가 ≤ 25 ㎛인 제25 측면 내지 제28 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.*According to the 30th aspect, a method of any one of the 25th to 28th aspects is provided, wherein the second thickness is ≤ 25 ㎛.
제31 측면에 따르면, 기판이 길이를 포함하고, 제거가 전체 길이를 따라서 연속으로 제2 두께를 제공하는 제25 측면 내지 제30 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a 31st aspect, a method of any one of aspects 25 to 30 is provided wherein the substrate comprises a length, and the removal provides a second thickness continuously along the entire length.
제32 측면에 따르면, 제2 두께를 갖는 기판의 부분을 덮는 보호 부재를 배치하는 것을 추가로 포함하는 제25 측면 내지 제31 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a 32nd aspect, a method of any one of aspects 25 to 31 is provided, further comprising disposing a protective member covering a portion of a substrate having a second thickness.
제33 측면에 따르면, 제1 두께가 ≥ 130 ㎛인 제25 측면 내지 제32 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 33rd aspect, a method of any one of the 25th to 32nd aspects is provided, wherein the first thickness is ≥ 130 ㎛.
제34 측면에 따르면, 유리 기판이 알칼리-무함유 알루미노-보로-실리케이트 유리인 조성물을 포함하는 제25 측면 내지 제33 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a 34th aspect, a method according to any one of aspects 25 to 33 is provided, wherein the glass substrate comprises a composition of alkali-free alumino-boro-silicate glass.
제35 측면에 따르면, 기판이 가장자리를 포함하고, 방법이 가장자리를 에칭하는 것을 추가로 포함하는 제25 측면 내지 제34 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a 35th aspect, there is provided a method of any one of aspects 25 to 34, wherein the substrate comprises an edge, and the method further comprises etching the edge.
제36 측면에 따르면, 가장자리를 에칭하는 것이 제거와 동시에 수행되는 제35 측면의 방법이 제공된다.According to the 36th aspect, the method of the 35th aspect is provided, wherein etching the edge is performed simultaneously with the removal.
제37 측면에 따르면, 유리 기판이 > 50 GPa의 영의 모듈러스를 포함하는 제25 측면 내지 제36 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to a 37th aspect, a method of any one of aspects 25 to 36 is provided, wherein the glass substrate comprises a Young's modulus of > 50 GPa.
제38 측면에 따르면, 유리 기판이 8H 이상의 연필 경도를 포함하는 제25 측면 내지 제37 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 38th aspect, there is provided a method according to any one of the 25th to 37th aspects, wherein the glass substrate comprises a pencil hardness of 8H or higher.
제39 측면에 따르면,According to aspect 39,
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 추가로A glass member comprising a glass member having a thickness of about 25 ㎛ to about 125 ㎛, wherein the glass member further comprises
(a) 제1 주요 표면;(a) first major surface;
(b) 제2 주요 표면; 및(b) a second major surface; and
(c) 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력 σI에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역(c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass member to a first depth within the glass member, defined by a compressive stress σI of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass member;
을 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 제1 주요 표면에 굽힘 응력 σB를 유발하도록 제2 주요 표면 쪽에 곡률 중심을 두고 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 목표 굽힘 반경으로 유리 부재를 굽힐 때, σI + σB < 0이도록 하는 응력 프로파일; 및(a) a stress profile such that σI + σB < 0 when the glass member is bent with a target bend radius of 1 mm to 20 mm with the center of curvature toward the second major surface so as to induce a bending stress σB on the first major surface; and
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) A puncture resistance of more than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm.
을 특징으로 하는 유리 물품이 제공된다.A glass article characterized by is provided.
제40 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 1 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제39 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 40th aspect, a glass article of the 39th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 1 ㎛ or more below the first major surface.
제41 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 2 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제39 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 41st aspect, a glass article of the 39th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 2 ㎛ or more below the first major surface.
제42 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 3 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제39 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 42nd aspect, a glass article of the 39th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 3 ㎛ or more below the first major surface.
제43 측면에 따르면,According to aspect 43,
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 추가로A glass member comprising a glass member having a thickness of about 25 ㎛ to about 125 ㎛, wherein the glass member further comprises
(a) 제1 주요 표면;(a) first major surface;
(b) 제2 주요 표면; 및(b) a second major surface; and
(c) 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역(c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass member to a first depth within the glass member, defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass member;
을 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 유리 부재에 평행 플레이트법에 의해, 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 목표 굽힘 반경으로의 200,000 회의 굽힘 사이클을 적용할 때, 파손 없음;(a) No breakage when applying 200,000 bending cycles to a target bend radius of 1 mm to 20 mm by the parallel plate method to the glass member;
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) A puncture resistance of more than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm.
을 특징으로 하는 유리 물품이 제공된다.A glass article characterized by is provided.
제44 측면에 따르면,According to aspect 44,
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재를 포함하고, 유리 부재가 추가로A glass member comprising a glass member having a thickness of about 25 ㎛ to about 125 ㎛, wherein the glass member further comprises
(a) 제1 주요 표면;(a) first major surface;
(b) 제2 주요 표면; 및(b) a second major surface; and
(c) 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역(c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass member to a first depth within the glass member, defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass member;
을 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 1 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음;(a) no breakage when the glass member is held at a bend radius of about 1 mm to about 20 mm for more than 60 minutes at about 25°C and about 50% relative humidity;
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) A puncture resistance of more than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm.
을 특징으로 하는 유리 물품이 제공된다.A glass article characterized by is provided.
제45 측면에 따르면, 유리 부재가 (c) 8H 이상의 연필 경도를 포함하는 제39 측면 내지 제44 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to aspect 45, there is provided an article of any one of aspects 39 to 44, wherein the glass member comprises (c) a pencil hardness of 8H or higher.
제46 측면에 따르면, 유리 부재가 복수의 층을 포함하는 제39 측면 내지 제45 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to aspect 46, there is provided an article of any one of aspects 39 to 45, wherein the glass member comprises a plurality of layers.
제47 측면에 따르면, 복수의 층 각각이 동일한 구성을 갖는 제46 측면의 물품이 제공된다.According to the 47th aspect, there is provided an article of the 46th aspect, each of the plurality of layers having the same configuration.
제48 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제39 측면 내지 제47 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 48th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 47th aspects, wherein the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf when a load is applied to a first major surface of the glass member by a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm.
제49 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.0 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제39 측면 내지 제48 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 49th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 48th aspects, wherein when a load is applied to a first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.0 mm, the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf.
제50 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 0.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제39 측면 내지 제49 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 50th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 49th aspects, wherein when a load is applied to a first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 0.5 mm, the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1 kgf.
제51 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면이 비커스 압자로부터 1 ㎏f 하중을 받을 때 제1 주요 표면 내에 ≤ 100 ㎛의 결함이 도입되는 제39 측면 내지 제50 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 51st aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 50th aspects, wherein a defect of ≤ 100 ㎛ is introduced into the first major surface of the glass member when the first major surface receives a load of 1 kgf from a Vickers indenter.
제52 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면이 비커스 압자로부터 2 ㎏f 하중을 받을 때 제1 주요 표면 내에 ≤ 100 ㎛의 결함이 도입되는 제39 측면 내지 제50 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 52nd aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 50th aspects, wherein a defect of ≤ 100 ㎛ is introduced into the first major surface of the glass member when the first major surface is subjected to a load of 2 kgf from a Vickers indenter.
제53 측면에 따르면, 유리 부재가 550 내지 650 ㎏f/㎟의 비커스 경도를 갖는 제39 측면 내지 제52 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 53rd aspect, an article of any one of the 39th to 52nd aspects is provided, wherein the glass member has a Vickers hardness of 550 to 650 kgf/mm2.
제54 측면에 따르면, 유리 부재가 10 gf의 하중을 받는 큐브 코너 다이아몬드 압자와 접촉한 후 800 MPa 초과의 보유된 B10 굽힘 강도를 갖는 제39 측면 내지 제53 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 54th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 53rd aspects having a retained B10 flexural strength of greater than 800 MPa after the glass member comes into contact with a cube corner diamond indenter subjected to a load of 10 gf.
제55 측면에 따르면, F/w ≤ 0.76 N/㎜를 포함하고, 여기서 F는 유리 부재를 목표 굽힘 반경으로 굽히는 폐쇄력이고, w는 유리가 굽혀지는 축에 평행한 방향에서의 유리 부재의 치수인 제39 측면 내지 제54 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to aspect 55, there is provided an article of any one of aspects 39 to 54, wherein F/w ≤ 0.76 N/mm, wherein F is a closing force that bends the glass member to a target bend radius, and w is a dimension of the glass member in a direction parallel to the axis along which the glass is bent.
제56 측면에 따르면, 유리 부재가 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함하는 제39 측면 내지 제55 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to aspect 56, there is provided an article of any one of aspects 39 to 55, wherein the glass member comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition.
제57 측면에 따르면, 유리 부재의 두께가 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 제39 측면 내지 제56 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 57th aspect, an article of any one of the 39th to 56th aspects is provided, wherein the thickness of the glass member is from about 50 ㎛ to about 100 ㎛.
제58 측면에 따르면, 유리 부재의 굽힘 반경이 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜인 제39 측면 내지 제57 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 58th aspect, an article of any one of the 39th to 57th aspects is provided, wherein the glass member has a bending radius of about 3 mm to about 10 mm.
제59 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에서 압축 응력이 약 600 MPa 내지 1000 MPa인 제39 측면 내지 제58 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 59th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 58th aspects, wherein the compressive stress on the first major surface of the glass member is about 600 MPa to 1000 MPa.
제60 측면에 따르면, 제1 깊이가 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재의 두께의 약 1/3 이하로 설정되는 제39 측면 내지 제59 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 60th aspect, there is provided an article of any one of the 39th to 59th aspects, wherein the first depth is set to about 1/3 or less of the thickness of the glass member from the first major surface of the glass member.
제61 측면에 따르면,According to aspect 61,
유리 부재의 제1 주요 표면 상에 배치된 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 층A second layer having a low coefficient of friction disposed on the first major surface of the glass member
을 추가로 포함하는 제39 측면 내지 제60 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.An article of any one of aspects 39 to 60 further comprising:
제62 측면에 따르면, 압축 응력 영역이 유리 부재의 제1 주요 표면에 5 ㎛ 이하의 최대 결함 크기를 포함하는 제39 측면 내지 제61 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 62nd aspect, an article of any one of the 39th to 61st aspects is provided, wherein the compressive stress region includes a maximum flaw size of 5 μm or less in the first major surface of the glass member.
제63 측면에 따르면, 압축 응력 영역이 복수의 이온-교환가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함하고, 이온-교환된 금속 이온이 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는 제39 측면 내지 제62 측면 중 어느 하나의 물품이 제공된다.According to the 63rd aspect, an article of any one of the 39th to 62nd aspects is provided, wherein the compressive stress region comprises a plurality of ion-exchangeable metal ions and a plurality of ion-exchanged metal ions, and the ion-exchanged metal ions have an atomic radius larger than the atomic radius of the ion-exchangeable metal ions.
제64 측면에 따르면, 유리 부재가 가장자리, 및 가장자리에서부터 유리 부재 내의 가장자리 깊이까지 연장되는 가장자리 압축 응력 영역을 추가로 포함하고, 가장자리 압축 응력 영역이 가장자리에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는 제63 측면의 물품이 제공된다.According to the 64th aspect, there is provided an article of the 63rd aspect, wherein the glass member further includes an edge, and an edge compressive stress region extending from the edge to an edge depth within the glass member, wherein the edge compressive stress region is defined by a compressive stress of greater than or equal to about 100 MPa at the edge.
제65 측면에 따르면,According to aspect 65,
절첩가능한 특징부를 갖는 전자 장치Electronic device having foldable features
를 포함하고, 여기서 절첩가능한 특징부가 제39 측면 내지 제64 측면 중 어느 하나에 따른 스택 조립체를 포함하는, 절첩가능한 전자 장치가 제공된다.A foldable electronic device is provided, comprising a stack assembly according to any one of aspects 39 to 64, wherein the foldable feature comprises:
제66 측면에 따르면,According to aspect 66,
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재를 형성하는 단계를 포함하고, 유리 부재가 추가로A method comprising: forming a glass member having a thickness of about 25 ㎛ to about 125 ㎛, wherein the glass member further comprises:
(a) 제1 주요 표면;(a) first major surface;
(b) 제2 주요 표면; 및(b) a second major surface; and
(c) 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력 σI에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역(c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass member to a first depth within the glass member, defined by a compressive stress σI of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass member;
을 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 제1 주요 표면에 굽힘 응력 σB를 유발하도록 제2 주요 표면 쪽에 곡률 중심을 두고 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 목표 굽힘 반경으로 유리 부재를 굽힐 때, σI + σB < 0이도록 하는 응력 프로파일; 및(a) a stress profile such that σI + σB < 0 when the glass member is bent with a target bend radius of 1 mm to 20 mm with the center of curvature toward the second major surface so as to induce a bending stress σB on the first major surface; and
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) A puncture resistance greater than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member by a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm.
을 특징으로 하는 스택 조립체의 제조 방법이 제공된다.A method for manufacturing a stack assembly characterized by is provided.
제67 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 1 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제66 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 67th aspect, a glass article of the 66th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 1 ㎛ or more below the first major surface.
제68 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 2 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제66 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 68th aspect, a glass article of the 66th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 2 ㎛ or more below the first major surface.
제69 측면에 따르면, 제1 주요 표면 아래 3 ㎛ 이상의 깊이까지 σI + σB < 0인 제66 측면의 유리 물품이 제공된다.According to the 69th aspect, a glass article of the 66th aspect is provided, wherein σI + σB < 0 to a depth of 3 ㎛ or more below the first major surface.
제70 측면에 따르면,According to aspect 70,
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재를 형성하는 단계를 포함하고, 유리 부재가 추가로A method comprising: forming a glass member having a thickness of about 25 ㎛ to about 125 ㎛, wherein the glass member further comprises:
(a) 제1 주요 표면;(a) first major surface;
(b) 제2 주요 표면; 및(b) a second major surface; and
(c) 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역(c) a compressive stress region extending from the first major surface of the glass member to a first depth within the glass member, defined by a compressive stress of at least about 100 MPa at the first major surface of the glass member;
을 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 유리 부재에 평행 플레이트법에 의해, 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 목표 굽힘 반경으로의 200,000 회의 굽힘 사이클을 적용할 때, 파손 없음;(a) No breakage when applying 200,000 bending cycles to a target bend radius of 1 mm to 20 mm by the parallel plate method to the glass member;
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) When a load is applied to the first major surface of the glass member using a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm, a puncture resistance of more than about 1.5 kgf
을 특징으로 하는 스택 조립체의 제조 방법이 제공된다.A method for manufacturing a stack assembly characterized by is provided.
제71 측면에 따르면,According to aspect 71,
제1 주요 표면, 유리 부재의 제1 주요 표면에서의 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의되는, 유리 부재의 제1 주요 표면에서부터 유리 부재 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역, 및 최종 두께를 갖는 제1 유리 부재를 형성하는 단계A step of forming a first glass element having a first major surface, a compressive stress region extending from the first major surface of the glass element to a first depth within the glass element, the compressive stress being greater than or equal to about 100 MPa at the first major surface of the glass element, and a final thickness.
를 포함하고,Including,
여기서, 유리 부재가Here, the glass is absent
(a) 유리 부재가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 60 분 이상 동안 약 1 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 굽힘 반경으로 유지될 때, 파손 없음; 및(a) no breakage when the glass member is held at a bend radius of about 1 mm to about 20 mm for more than 60 minutes at about 25°C and about 50% relative humidity; and
(b) 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성(b) A puncture resistance of more than about 1.5 kgf when a load is applied to the first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.5 mm.
을 특징으로 하는 스택 조립체의 제조 방법이 제공된다.A method for manufacturing a stack assembly characterized by is provided.
제72 측면에 따르면, 제1 유리 층을 형성하는 단계가 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 및 플로트 공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형성 공정을 포함하고, 형성 공정이 추가로 유리 층을 최종 두께로 형성하도록 구성된 제66 측면 내지 제71 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 72nd aspect, a method of any one of aspects 66 to 71 is provided, wherein the step of forming the first glass layer comprises a forming process selected from the group consisting of a melting, slot drawing, rolling, redrawing and float process, and the forming process is further configured to form the glass layer to a final thickness.
제73 측면에 따르면, 제1 유리 층을 형성하는 단계가 용융, 슬롯 드로잉, 압연, 리드로잉 및 플로트 공정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형성 공정, 및 유리 층으로부터 물질을 제거하여 최종 두께에 이르게 하는 물질 제거 공정을 포함하는 제66 측면 내지 제71 측면 중 어느 한 측면이 방법이 제공된다.According to the 73rd aspect, a method is provided according to any one of the 66th to 71st aspects, wherein the step of forming the first glass layer comprises a forming process selected from the group consisting of a melting, slot drawing, rolling, redrawing and float process, and a material removing process for removing material from the glass layer to reach a final thickness.
제74 측면에 따르면, 유리 층이 알칼리-무함유 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함하는 제66 측면 내지 제73 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 74th aspect, a method of any one of aspects 66 to 73 is provided, wherein the glass layer comprises an alkali-free or alkali-containing aluminosilicate, borosilicate, boroaluminosilicate, or silicate glass composition.
제75 측면에 따르면, 유리 층의 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계가According to aspect 75, a step of forming a compressive stress region extending from a first major surface of a glass layer to a first depth within the glass layer is provided.
유리 층 내에 함유된 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 크기가 더 큰 원자 반경을 갖는 복수의 이온-교환하는 금속 이온을 포함하는 강화 조를 제공하고;Providing a reinforcing layer comprising a plurality of ion-exchangeable metal ions having atomic radii larger than the atomic radii of a plurality of ion-exchangeable metal ions contained within a glass layer;
유리 층을 강화 조에 침지시켜서 유리 층 내의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온의 일부를 강화 조 내의 복수의 이온-교환하는 금속 이온의 일부와 교환하여 제1 주요 표면에서부터 유리 층 내의 제1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는A glass layer is immersed in a strengthening bath to exchange a portion of a plurality of ion-exchangeable metal ions within the glass layer with a portion of a plurality of ion-exchangeable metal ions within the strengthening bath, thereby forming a compressive stress region extending from a first major surface to a first depth within the glass layer.
것을 포함하는 제66 측면 내지 제74 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.A method of any one of aspects 66 to 74 comprising the steps of:
제76 측면에 따르면, 침지 단계가 유리 층을 강화 조에서 약 400℃ 내지 약 450℃에서 약 15분 내지 약 180분 동안 침지시키는 것을 포함하는 제75 측면의 방법이 제공된다.According to the 76th aspect, the method of the 75th aspect is provided, wherein the immersion step comprises immersing the glass layer in a strengthening tank at about 400° C. to about 450° C. for about 15 minutes to about 180 minutes.
제77 측면에 따르면,According to aspect 77,
압축 응력 영역 형성 단계 후 제1 주요 표면에서 유리 층의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하는After the compressive stress region forming step, about 1 ㎛ to about 5 ㎛ is removed from the final thickness of the glass layer on the first major surface.
단계를 추가로 포함하는 제66 측면 내지 제76 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.A method according to any one of aspects 66 to 76, further comprising the steps of:
제78 측면에 따르면,According to aspect 78,
*압축 응력 영역 형성 단계 후 제1 주요 표면에서 유리 층의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하는 단계*A step of removing about 1 ㎛ to about 5 ㎛ from the final thickness of the glass layer on the first major surface after the step of forming a compressive stress region
를 추가로 포함하고, 여기서 제거 단계가 유리 층을 침지시키는 단계 후에 수행되는 제75 측면 또는 제76 측면의 방법이 제공된다.In addition, the method of aspect 75 or aspect 76 is provided, wherein the removing step is performed after the step of immersing the glass layer.
제79 측면에 따르면, 압축 응력이 약 600 MPa 내지 1000 MPa인 제66 측면 내지 제78 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 79th aspect, there is provided a method of any one of the 66th to 78th aspects, wherein the compressive stress is about 600 MPa to 1000 MPa.
제80 측면에 따르면, 유리 부재가 8H 이상의 연필 경도를 포함하는 제66 측면 내지 제79 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 80th aspect, there is provided a method according to any one of aspects 66 to 79, wherein the glass member comprises a pencil hardness of 8H or greater.
제81 측면에 따르면, 유리 부재가 복수의 층을 포함하는 제66 측면 내지 제80 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 81st aspect, a method according to any one of the 66th to 80th aspects is provided, wherein the glass member comprises a plurality of layers.
제82 측면에 따르면, 복수의 층 각각이 동일한 구성을 갖는 제81 측면의 방법이 제공된다.According to the 82nd aspect, the method of the 81st aspect is provided, wherein each of the plurality of layers has the same configuration.
제83 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 200 ㎛ 직경을 갖는 편평한 하부를 갖는 스테인레스강 핀으로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제66 측면 내지 제82 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 83rd aspect, there is provided a method of any one of aspects 66 to 82, wherein when a load is applied to a first major surface of the glass member with a stainless steel pin having a flat bottom with a diameter of 200 μm, the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf.
제84 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 1.0 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1.5 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제66 측면 내지 제83 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to aspect 84, there is provided a method of any one of aspects 66 to 83, wherein when a load is applied to a first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 1.0 mm, the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1.5 kgf.
제85 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면에 0.5 ㎜의 직경을 갖는 텅스텐 카바이드 볼로 하중을 가할 때, 유리 부재가 약 1 ㎏f 초과의 천공 저항성을 포함하는 제66 측면 내지 제84 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to aspect 85, there is provided a method according to any one of aspects 66 to 84, wherein when a load is applied to a first major surface of the glass member with a tungsten carbide ball having a diameter of 0.5 mm, the glass member comprises a puncture resistance of greater than about 1 kgf.
제86 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면이 비커스 압자로부터 1 ㎏f 하중을 받을 때, 제1 주요 표면 내에 ≤ 100 ㎛의 결함이 도입되는 제66 측면 내지 제85 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 86th aspect, a method of any one of the 66th to 85th aspects is provided, wherein a defect of ≤ 100 μm is introduced into the first major surface of the glass member when the first major surface receives a load of 1 kgf from a Vickers indenter.
제87 측면에 따르면, 유리 부재의 제1 주요 표면이 비커스 압자로부터 2 ㎏f 하중을 받을 때, 제1 주요 표면 내에 ≤ 100 ㎛의 결함이 도입되는 제85 측면의 방법이 제공된다.According to the 87th aspect, a method of the 85th aspect is provided, wherein a defect of ≤ 100 ㎛ is introduced into the first major surface of the glass member when the first major surface is subjected to a load of 2 kgf from a Vickers indenter.
제88 측면에 따르면, 유리 부재가 550 내지 650 ㎏f/㎟의 비커스 경도를 갖는 제66 측면 내지 제87 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 88th aspect, there is provided a method of any one of the 66th to 87th aspects, wherein the glass member has a Vickers hardness of 550 to 650 kgf/mm2.
제89 측면에 따르면, 유리 부재가 10 gf의 하중을 받는 큐브 코너 다이아몬드 압자와 접촉한 후 800 MPa 초과의 보유된 B10 굽힘 강도를 갖는 제66 측면 내지 제88 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to the 89th aspect, there is provided a method of any one of aspects 66 to 88, wherein the glass member has a retained B10 flexural strength of greater than 800 MPa after contact with a cube corner diamond indenter subjected to a load of 10 gf.
제90 측면에 따르면, F/w ≤ 0.76 N/㎜를 포함하고, 여기서 F는 유리 부재를 목표 굽힘 반경으로 굽히는 폐쇄력이고, w는 유리가 굽혀지는 축에 평행한 방향에서의 유리 부재의 치수인 제66 측면 내지 제89 측면 중 어느 하나의 방법이 제공된다.According to aspect 90, there is provided a method of any one of aspects 66 to 89, wherein F/w ≤ 0.76 N/mm, wherein F is a closing force that bends the glass member to a target bend radius, and w is a dimension of the glass member in a direction parallel to the axis along which the glass is bent.
50: 유리 부재
54: 제1 주요 표면
56: 제2 주요 표면
60: 압축 응력 영역
100: 스택 조립체50: Absence of glass
54: First major surface
56: Second main surface
60: Compressive stress area
100: Stack Assembly
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